KR102527401B1 - Filtration device and method - Google Patents
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Abstract
폐수와 같은 액체(2)를 여과하는 방법이 개시된다. 액체는 1 내지 50 g/L의 총 부유 고형물을 가지며, 방법은 총 부유 고형물이 10 mg/L 이하인 여과된 액체를 생성하기 위해 제1 및 제2 면(10, 11)을 갖는 액체 투과성 여과 요소(9)를 사용한다. 방법은 액체를 통해 액체 투과성 요소를 순환시키는 단계를 포함하며, 이러한 단계에 의해 제1 위치에서 여과 요소의 제1 면의 영역이 압력하에 액체에 노출되고 여과 요소에 걸친 압력은 0 내지 5.9 kPa(60 cmH2O)이며, 제2 위치에서 영역은 압력하에 액체에 노출되지 않거나 저압에서 액체에 노출되고, 여과 요소의 제1 면에 축적된 고형물은 여과 요소를 통해 적어도 하나의 제트를 상기 여과 요소의 상기 제2 면에서 상기 제1 면으로 향하게 하여 제거될 수 있다. 여과 요소는 기공 크기를 가지며, 여과 요소는 투과 플럭스가 200 내지 5,000 L/(m2h)이고 여과 요소가 제2 위치에 도달할 때 축적된 고형물의 층 두께가 0 내지 6 cm가 되도록 하는 속도로 순환한다.A method of filtering a liquid (2) such as wastewater is disclosed. The liquid has a total suspended solids of 1 to 50 g/L, the method comprising a liquid permeable filter element having first and second faces 10, 11 to produce a filtered liquid having a total suspended solids of 10 mg/L or less. (9) is used. The method includes circulating the liquid permeable element through the liquid, whereby at a first location an area of the first face of the filtering element is exposed to the liquid under pressure and the pressure across the filtering element is between 0 and 5.9 kPa ( 60 cmH2O), wherein in the second position the area is not exposed to liquid under pressure or is exposed to liquid at low pressure, and the accumulated solids on the first face of the filtering element directs at least one jet through the filtering element to the upper surface of the filtering element. It can be removed by directing it from the second side to the first side. The filtering element has a pore size, and the filtering element has a permeate flux of 200 to 5,000 L/(m 2 h) and a rate such that when the filter element reaches the second position, the layer of accumulated solids has a thickness of 0 to 6 cm. cycle to
Description
본 발명은 폐수와 같은 액체를 여과하여 여과된 유체를 수득하고/하거나 액체를 농축하거나 고형물을 회수하는 것에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 폐수와 같은 액체를 여과하여 여과된 유체를 수득하고/하거나 액체를 농축하거나 고형물을 회수하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to filtering a liquid such as wastewater to obtain a filtered fluid and/or concentrating the liquid or recovering solids. The present invention also relates to a device for filtering a liquid such as wastewater to obtain a filtered fluid and/or concentrating the liquid or recovering solids.
액체, 특히 부유 고형물을 함유하는 현탁액을 여과하는 것은 도시, 산업 및 농업 폐수 처리 공정을 포함하는 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있다. 도시 폐수 처리와 같은 일부 경우에는 여과를 사용하여 부유 고형물 함량이 낮은 여과된 액체를 수득할 수 있다. 그러나 다른 경우에서는 여과를 사용하여 액체를 농축하거나 고형물(섬유 또는 파편)을 회수할 수 있다.Filtering liquids, especially suspensions containing suspended solids, can be used in a variety of applications including municipal, industrial and agricultural wastewater treatment processes. In some cases, such as municipal wastewater treatment, filtration can be used to obtain filtered liquids with low suspended solids content. In other cases, however, filtration can be used to concentrate liquids or recover solids (fibers or debris).
필터의 한 형태는 회전 디스크 필터이다. 회전 디스크 필터의 예는 US 5,759,397 A, US 4,639,315 A 및 US 5,296,143 A에서 찾을 수 있다. 회전 디스크 필터는 높은 플럭스를 달성할 수 있고, 장기간 연속으로 작동할 수 있으며, 일반적으로 막힘(clogging)에 강한 경향이 있다. 그러나, 회전 디스크 필터는 기공 크기가 더 큰 필터 천을 사용하는 경향이 있으므로 여과 정도를 희생해야 한다.One type of filter is a rotating disk filter. Examples of rotating disk filters can be found in US 5,759,397 A, US 4,639,315 A and US 5,296,143 A. Rotary disk filters can achieve high fluxes, can operate continuously for long periods of time, and are generally resistant to clogging. However, rotary disk filters tend to use larger pore size filter cloths, so filtration accuracy is sacrificed.
필터의 다른 형태로는 멤브레인 생물 반응기가 있다. 멤브레인 생물 반응기는 훨씬 작은 유효 기공 크기를 갖는 경향이 있다. 더 작은 기공 크기는 여과 정도를 높이는데 도움이 되지만, 이는 플럭스(회전 디스크 필터보다 몇 배 더 낮음)를 희생시키고 멤브레인이 막히는 경향이 있다. 따라서, 멤브레인 생물 반응기는 플럭스가 낮은 특수 응용 분야에서 사용되는 경향이 있다.Another type of filter is a membrane bioreactor. Membrane bioreactors tend to have much smaller effective pore sizes. A smaller pore size helps to increase the degree of filtration, but this comes at the expense of flux (which is several orders of magnitude lower than rotary disk filters) and the membrane tends to clog. Therefore, membrane bioreactors tend to be used in specialized low flux applications.
본 발명의 일 측면에 따르면 액체 여과 장치가 제공된다. 장치는 제1 면 및 제2 면(즉, 여과 요소의 각각 제1 측 및 제2 측 상에)을 갖는 액체 투과성 여과 요소를 포함하며, 액체 투과성 여과 요소는 적어도 부분적으로 액체에 침지되며, 액체 투과성 여과 요소는 액체를 통해 순환되도록 배치되어, 제1 위치에서 여과 요소의 제1 면의 영역이 압력하에 액체에 노출되고 여과 요소에 걸친 압력이 0 이상 5.9 kPa (60 cmH2O) 이하이며, 제2 위치에서 영역은 압력 하에서 액체에 노출되지 않거나 더 낮은 압력에서 액체에 노출된다. 장치는 여과 요소의 제1 면에 축적된 고형물을 제거하고/하거나 제거를 돕기 위해 여과 요소를 통해 적어도 하나의 제트를 여과 요소의 제2 면 (즉, 여과 요소의 제2 측)에서 여과 요소 제1 면 (즉, 제1 측)으로 향하게 하기 위한 적어도 하나의 노즐을 포함한다. 여과 장치는 총 부유 고형물이 10 mg/L 이하인 여과된 액체를 생성하기 위해 총 부유 고형물이 1 내지 50 g/L인 액체를 여과하도록 구성된다. 여과 요소는 기공 크기를 가지며, 여과 요소는 투과 플럭스가 200 내지 5,000L/(m2h)이고 여과 요소가 제2 위치에 도달할 때 축적된 고형물의 층 두께가 0 내지 6 cm가 되도록 하는 속도로 순환하도록 구성된다.According to one aspect of the present invention, a liquid filtering device is provided. The device includes a liquid-permeable filtering element having a first side and a second side (ie, on the first side and the second side of the filtering element, respectively), the liquid-permeable filtering element being at least partially immersed in the liquid; the permeable filtering element is arranged to circulate through the liquid such that in a first position an area of the first face of the filtering element is exposed to the liquid under pressure and the pressure across the filtering element is greater than 0 and less than or equal to 60 cmH 2 O; In the second position the region is not exposed to liquid under pressure or is exposed to liquid at a lower pressure. The device may direct at least one jet through the filtering element from a second side of the filtering element (ie, the second side of the filtering element) to remove and/or assist in the removal of accumulated solids on the first side of the filtering element. and at least one nozzle for directing to one side (ie, the first side). The filtration device is configured to filter a liquid having a total suspended solids of 1 to 50 g/L to produce a filtered liquid having a total suspended solids of 10 mg/L or less. The filtering element has a pore size, and the filtering element has a permeate flux of 200 to 5,000 L/(m 2 h) and a rate such that when the filter element reaches the second position, the layer thickness of accumulated solids is between 0 and 6 cm. It is configured to circulate with
액체 투과성 요소는 액체를 통해 순환하도록 배치되어, 제1 위치에서 여과 요소의 제1 면의 영역이 압력 하에서 액체에 노출되고 여과 요소에 걸친 압력이 0 이상 3.9 kPa (40 cmH2O) 이하가 될 수 있다. 여과 장치는 총 부유 고형물이 15 내지 40 g/L, 예를 들어 20 내지 40 g/L인 액체를 여과하도록 구성될 수 있다. 기공 크기는 15 내지 25 ㎛일 수 있다. 여과 요소가 제2 위치에 도달할 때 축적된 고형물의 두께는 0 내지 2 cm이다. 속도는 0.25 내지 30 m/min이다. 여과 요소는 0 내지 1.047 rad/s (10 rpm), 0 내지 0.21 rad/s (2 rpm) 또는 0 내지 0.105 rad/s (1 rpm)로 순환하도록 구성될 수 있다. 투과 플럭스는 1,000 L/(m2h) 내지 5,000 L/(m2h), 예를 들어 2,000 L/(m2h) 내지 5,000 L/(m2h)로 구성될 수 있다. 액체 투과성 여과 요소는 다양한 기공 크기를 갖는 기공을 포함할 수 있으며, 기공 크기는 2 내지 40㎛이다. 액체 투과성 여과 요소는 메시(mesh)를 포함할 수 있다. 액체 투과성 여과 요소는 폴리머(polymer), 예를 들어 폴리에스테르(polyester), 폴리에틸렌(polyethylene), PTFE, 또는 나일론(nylon)을 포함할 수 있다. 액체 투과성 여과 요소는 스테인리스 강과 같은 금속을 포함할 수 있다. 장치는 축적된 고형물이 주기적으로 제거되도록 구성될 수 있다. 장치는 축적된 고형물이 매 사이클(every cycle)마다 제거되도록 구성될 수 있다. 주기는 10 내지 1000 s일 수 있다. 장치는 제2 위치에서 영역이 액체 보다 위에 있도록 구성될 수 있다.The liquid permeable element is arranged to circulate through the liquid such that in a first position an area of the first face of the filtering element is exposed to the liquid under pressure and the pressure across the filtering element is greater than zero and less than or equal to 40 cmH 2 O (3.9 kPa). can The filtration device may be configured to filter a liquid having a total suspended solids of 15 to 40 g/L, such as 20 to 40 g/L. The pore size may be between 15 and 25 μm. When the filter element reaches the second position, the thickness of the accumulated solids is between 0 and 2 cm. The speed is 0.25 to 30 m/min. The filtering element may be configured to cycle at 0 to 1.047 rad/s (10 rpm), 0 to 0.21 rad/s (2 rpm) or 0 to 0.105 rad/s (1 rpm). The permeation flux may be comprised between 1,000 L/(m 2 h) and 5,000 L/(m 2 h), for example between 2,000 L/(m 2 h) and 5,000 L/(m 2 h). The liquid permeable filtering element may include pores having various pore sizes, with the pore size ranging from 2 to 40 μm. The liquid permeable filtering element may include a mesh. The liquid permeable filtering element may comprise a polymer, such as polyester, polyethylene, PTFE, or nylon. The liquid permeable filtering element may include a metal such as stainless steel. The device may be configured such that accumulated solids are removed periodically. The device can be configured such that accumulated solids are removed every cycle. The period may be 10 to 1000 s. The device may be configured such that in the second position the region is above the liquid.
장치는 액체를 작동을 위한 수위까지 담을 수 있는 컨테이너를 더 포함할 수 있다. 장치는 액체에 기포를 도입하기 위한 가스 공급기(들)을 더 포함할 수 있다. 장치는 수위까지 컨테이너 내에 액체를 더 포함할 수 있다. 장치는 여과 요소에 걸친 압력을 제어하기 위해 여과 요소에 걸친 액체와 여과된 액체 사이의 높이 차이를 정렬하기 위한 제어 시스템을 더 포함할 수 있다. 제어 시스템은 컴퓨터 시스템 및 저장소로부터 여과된 액체의 배출을 제어하기 위해 컴퓨터 시스템에 의해 제어 가능한 적어도 하나의 밸브 및/또는 적어도 하나의 펌프를 포함할 수 있다. 장치는, 여과된 물을 회수하기 위한 저장소로서 저장소를 제1 부분 및 제2 부분으로 나누는 보(weir)를 포함하며, 보는 하부 및 상부 및 하부와 상부 사이의 제1 높이 h를 갖는 저장소; 여과된 물을 저장소의 제1 위치에 제공하기 위한 입구; 및 보(weir)의 하부 및 상부 사이의 제2 위치에 마련되며 여과된 물을 수용하기 위한 출구를 포함할 수 있다.The device may further include a container capable of holding the liquid up to a water level for operation. The device may further include gas supply(s) for introducing air bubbles into the liquid. The device may further contain liquid within the container up to the water level. The apparatus may further include a control system for aligning a height difference between the filtered liquid and the liquid across the filtration element to control the pressure across the filtration element. The control system may include a computer system and at least one valve and/or at least one pump controllable by the computer system to control discharge of the filtered liquid from the reservoir. The apparatus includes a reservoir for recovering filtered water, comprising a weir dividing the reservoir into a first portion and a second portion, the weir having a lower and upper portion and a first height h between the lower and upper portions; an inlet for providing filtered water to a first location in the reservoir; and an outlet provided at a second position between the lower and upper parts of the weir and receiving the filtered water.
액체는 폐수일 수 있다.The liquid may be waste water.
장치는 서로 동축으로 이격된 복수의 디스크를 갖는 구조를 포함할 수 있고, 각각의 디스크는 복수의 마주보는 필터 섹터 쌍을 가지며 중앙 내부 공간과 연통하고 외부 원통형 슬리브에 의해 폐쇄된다. 구조체는 각각의 중앙에 회전 가능한 지지체용 개구를 마련하는 두 개의 원형 엔드 플레이트, 각각에 인접한 2개의 디스크를 이격시키고, 이격시킨 부분에 대해 상기 중앙 내부 공간을 한정하는 복수의 원통형 부분, 및 구형파 형태의 모듈식 구성 요소로 만들어지며 각 단부에서 상기 2개의 원형 엔드 플레이트에 연결된 구형파 형태의 모듈식 구성 요소로 제조된 복수의 종방향 부재를 포함할 수 있다. 구형파 형태의 각 모듈식 구성 요소는 복수의 원통형 부분의 각 원통형 부분에 고정된 파동골(wave trough), 연속적인 필터 섹터를 지지하기 위한 상승 파동 에지 및 하강 파동 에지, 및 외부 원통형 슬리브를 지지하기 위해 하나 또는 다른 원형 엔드 플레이트로부터 등거리에 있는 다른 파고점(wave crest)과 상호 작용하는 파고점을 갖는 구형파를 가질 수 있다.The device may comprise a structure having a plurality of disks coaxially spaced from each other, each disk having a plurality of pairs of opposing filter sectors, communicating with a central interior space and closed by an outer cylindrical sleeve. The structure comprises two circular end plates each having an opening for a rotatable support in the center, a plurality of cylindrical sections spaced apart from each other two disks adjacent to each other and defining said central interior space with respect to the spaced sections, and a square wave shape. It may include a plurality of longitudinal members made of modular components in the form of square waves connected at each end to said two circular end plates. Each modular component in the form of a square wave comprises a wave trough fixed to each cylindrical section of a plurality of cylindrical sections, a rising wave edge and a falling wave edge to support the continuous filter sector, and an outer cylindrical sleeve to support it. It is possible to have a square wave with a crest that interacts with another wave crest equidistant from one or the other circular end plate.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 회전 디스크 필터용 구조체는 서로 동축으로 이격된 복수의 디스크를 갖는 구조체를 포함할 수 있고, 각각의 디스크는 복수의 마주보는 필터 섹터 쌍을 가지며 중앙 내부 공간과 연통하고 외부 원통형 슬리브에 의해 폐쇄된다. 구조체는 각각의 중앙에 회전 가능한 지지체용 개구를 마련하는 두 개의 원형 엔드 플레이트, 각각에 인접한 2개의 디스크를 이격시키고, 이격시킨 부분에 대해 상기 중앙 내부 공간을 한정하는 복수의 원통형 부분, 및 구형파 형태의 모듈식 구성 요소로 만들어지며 각 단부에서 상기 2개의 원형 엔드 플레이트에 연결된 구형파 형태의 모듈식 구성 요소로 제조된 복수의 종방향 부재를 포함할 수 있다. 구형파 형태의 각 모듈식 구성 요소는 복수의 원통형 부분의 각 원통형 부분에 고정된 파동골(wave trough), 연속적인 필터 섹터를 지지하기 위한 상승 파동 에지 및 하강 파동 에지, 및 외부 원통형 슬리브를 지지하기 위해 하나 또는 다른 원형 엔드 플레이트로부터 등거리에 있는 다른 파고점(wave crest)과 상호 작용하는 파고점을 갖는 구형파를 가질 수 있다.According to a second aspect of the present invention, a structure for a rotary disk filter It may include a structure having a plurality of disks coaxially spaced from each other, each disk having a plurality of pairs of opposing filter sectors and communicating with a central interior space and closed by an outer cylindrical sleeve. The structure comprises two circular end plates each having an opening for a rotatable support in the center, a plurality of cylindrical sections spaced apart from each other two disks adjacent to each other and defining said central interior space with respect to the spaced sections, and a square wave shape. It may include a plurality of longitudinal members made of modular components in the form of square waves connected at each end to said two circular end plates. Each modular component in the form of a square wave comprises a wave trough fixed to each cylindrical section of a plurality of cylindrical sections, a rising wave edge and a falling wave edge to support the continuous filter sector, and an outer cylindrical sleeve to support it. It is possible to have a square wave with a crest that interacts with another wave crest equidistant from one or the other circular end plate.
각각의 구형파는 U자형 단면을 갖는 지지 가이드가 맞대기 용접된(butt-welded) 상승 파동 에지 및 하강 파동 에지에 마주보는 필터 섹터를 수용하고 지지하기 위한 U자형 요소일 수 있다. 장치 또는 구조는, 서로로부터 이격되고 지지 가이드의 하단을 지지하기 위해 원통형 부분의 각 측면에 장착되는 근위 링(proximal ring) 및 원위 링(distal ring)을 포함하는 한 쌍의 링을 포함할 수 있으며, 원통형 부분과 접촉하는 근위링에는 각진 등거리의 만입부(indentation)가 마련된다. 파동골은 내부 원통형 부분과 접촉하는 근위 링 상의 각진 등거리의 한 쌍의 만입부와 맞물리도록 설계된, 상승 파동 에지 및 하강 파동 에지와 동축인 한 쌍의 만입부를 가질 수 있다. U자형 요소는 연속적인 U자형 요소에 연결되도록 구성된 파고점을 가질 수 있으며, 파고점은 외부 원통형 슬리브의 일부를 지지하기 위해 대향 플레이트를 지지한다.Each square wave may be a U-shaped element for accommodating and supporting a filter sector opposite the rising wave edge and the falling wave edge to which a support guide having a U-shaped cross-section is butt-welded. The device or structure may include a pair of rings, including a proximal ring and a distal ring, spaced apart from each other and mounted on each side of the cylindrical portion to support the lower end of the support guide; , the proximal ring in contact with the cylindrical portion is provided with an angular equidistant indentation. The wave bone may have a pair of indentations coaxial with the rising wave edge and the falling wave edge, designed to engage with a pair of angular equidistant indentations on the proximal ring in contact with the inner cylindrical portion. The U-shaped element may have a crest configured to connect to a continuous U-shaped element, the crest supporting a counter plate to support a portion of the outer cylindrical sleeve.
장치는 여과된 액체를 수득하기 위해 여과될 액체에 부분적으로 침지되는 것을 의미하는 필터를 포함할 수 있다. 필터는 필터 섹터 지지 구조체(structure supporting filter sectors), 역세척 장치(backwash apparatus), 및 역세척 장치에 여과된 액체를 공급하기 위한 공급 시스템을 포함할 수 있고, 필터 섹터는 여과된 액체를 함유하는 내부 공간으로부터 여과될 액체를 함유하는 외부 영역을 분리하도록 배치되고, 여과된 액체는 여과될 액체의 수위 L 보다 낮은 수위로 유지되고, 지지 구조체는 외부 지지체 상의 축 주위에 회전 가능하게 장착되고, 여과된 액체의 유출을 허용하는 적어도 하나의 통로를 갖는다.. 공급 시스템은 내부 공간을 통과하도록 배치된 역세척 연결 튜브(backwash connecting tube), 및 역세척 연결 튜브에 연결되며 내부 공간 내로 연장되는 복수의 스프레이 튜브(spray tubes)를 포함할 수 있다.The device may include a filter, which is meant to be partially immersed in the liquid to be filtered to obtain a filtered liquid. The filter may include a structure supporting filter sectors, a backwash apparatus, and a supply system for supplying filtered liquid to the backwash apparatus, the filter sectors containing the filtered liquid. arranged to separate an outer region containing the liquid to be filtered from the inner space, the filtered liquid being maintained at a level lower than the level L of the liquid to be filtered, the support structure being rotatably mounted around an axis on the outer support, and filtering The supply system includes a backwash connecting tube disposed to pass through the inner space, and a plurality of backwash connecting tubes connected to the backwash connecting tube and extending into the inner space. May include spray tubes.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 장치는 여과된 액체를 수득하기 위해 여과될 액체에 부분적으로 침지되는 것을 의미하는 필터 또는 회전 디스크 필터를 포함한다. 필터는 필터 섹터 지지 구조체, 역세척 장치, 및 역세척 장치에 여과된 액체를 공급하기 위한 공급 시스템을 포함할 수 있으며, 필터 섹터는 여과된 액체를 함유하는 내부 공간으로부터 여과될 액체를 함유하는 외부 영역을 분리하도록 배치되고, 여과된 액체는 여과될 액체의 수위 L 보다 낮은 수위로 유지되고, 지지 구조체는 외부 지지체 상의 축 주위에 회전 가능하게 장착되고, 여과된 액체의 유출을 허용하는 적어도 하나의 통로를 갖는다. 공급 시스템은 내부 공간을 통과하도록 배치된 역세척 연결 튜브(backwash connecting tube), 및 역세척 연결 튜브에 연결되며 내부 공간 내로 연장되는 복수의 스프레이 튜브(spray tubes)를 포함할 수 있다.According to a third aspect of the invention, the device comprises a filter or rotating disk filter, which is meant to be partially immersed in the liquid to be filtered to obtain the filtered liquid. The filter may include a filter sector support structure, a backwash device, and a supply system for supplying filtered liquid to the backwash device, the filter sector comprising an outer space containing the liquid to be filtered from an inner space containing the filtered liquid. arranged to separate the zones, the filtered liquid is maintained at a level lower than the level L of the liquid to be filtered, and the support structure is rotatably mounted about an axis on the outer support, at least one of which allows the outflow of the filtered liquid. have a passage The supply system may include a backwash connecting tube disposed to pass through the interior space, and a plurality of spray tubes connected to the backwash connecting tube and extending into the interior space.
장치는 축을 중심으로 회전할 수 있도록 외부 지지체 상에 장착된 두 개의 원형 엔드 플레이트, 및 복수의 디스크에 의해 형성된 구조체를 포함하며, 복수의 디스크 중 엔드 디스크는 2개의 원형 엔드 플레이트에 고정되고, 각 디스크는 내부 반경과 외부 반경을 갖는 원형 링의 형상을 가지며, 내부 반경과 외부 반경 사이에 서로 마주보고 내부 디스크 격실을 한정하는 다수의 필터 섹터를 포함하고, 내부 디스크 격실은 원통형 슬리브에 의해 외부 반경에서 주변으로 폐쇄되고 하나의 디스크를 다른 디스크로부터 분리하는 원통형 부분에 의해 형성된 공동 내부 공간을 향해 내부 반경에서 개방된다. 장치는 저장소, 펌프 및 공급 시스템의 작동을 위한 기구를 포함하는 액체를 공급하기 위한 공급 시스템을 더 포함한다. 공급 시스템은 공통 내부 공간을 통과하는 역세척 연결 튜브, 및 역세척 연결 튜브에 연결되고 여과된 액체를 함유하는 내부 영역 내부에서 여과된 액체의 수위 위로 연장되는 복수의 스프레이 튜브를 포함한다.The device includes two circular end plates mounted on an external support to be rotatable about an axis, and a structure formed by a plurality of disks, wherein the end disks of the plurality of disks are fixed to the two circular end plates, The disk has the shape of a circular ring having an inner radius and an outer radius, and includes a plurality of filter sectors facing each other between the inner and outer radii and defining an inner disc compartment, the inner disc compartment being formed by a cylindrical sleeve to the outer radius. is closed at the periphery and open at an inner radius towards the inner space of the cavity formed by the cylindrical part separating one disc from the other. The device further includes a supply system for supplying liquid comprising a reservoir, a pump and mechanisms for operation of the supply system. The supply system includes a backwash connecting tube passing through a common interior space and a plurality of spray tubes connected to the backwash connecting tube and extending above the level of the filtered liquid inside an interior region containing the filtered liquid.
장치는 구조체를 회전시키도록 배치된 모터 및 기어 박스를 더 포함할 수 있다. 장치는 역세척 연결 튜브의 회전을 유도하기 위한 진동 장치를 포함할 수 있다. 진동 장치는 각각의 원형 엔드 플레이트의 공통 내부 공간 외부에 위치될 수 있고, 공통 내부 공간 안을 통과하고 축과 동축인 지지체 상에 장착될 수 있다. 원형 엔드 플레이트 중 적어도 하나는 여과된 액체의 유출을 허용하기 위해 공통 내부 공간과 연통하는 어퍼쳐(aperture)를 갖는다. 진동 장치는 어퍼쳐에 고정적으로 장칙된 링 기어(ring gear) 및 역세척 연결 튜브 근처의 역세척 장치에 회전 가능하게 장착된 편심 피니언(eccentric pinion)을 포함할 수 있으며, 편심 피니언은 링 기어와 맞물린다.The device may further include a motor and gear box arranged to rotate the structure. The device may include a vibrating device for inducing rotation of the backwash connecting tube. The vibrating device may be located outside the common interior space of each circular end plate and may be mounted on a support that passes through the common interior space and is coaxial with the axis. At least one of the circular end plates has an aperture in communication with the common interior space to allow outflow of the filtered liquid. The oscillation device may include a ring gear fixedly mounted in the aperture and an eccentric pinion rotatably mounted on the backwash device near the backwash connecting tube, the eccentric pinion comprising the ring gear and interlock
대안적으로, 진동 장치는 어퍼쳐에 고정적으로 장착된 로브형 캡(lobed cam) 및 역세척 연결 튜브 근처의 역세척 장치에 회전 가능하게 장착된 롤러 캠 팔로워(roller cam follower)를 포함할 수 있다. 각각의 스프레이 튜브는 필터 섹터를 향하는 복수의 대향 노즐을 가질 수 있다. 여과된 액체를 역세척 장치로 공급하기 위한 공급 시스템은 세척 장치를 공급하도록 구성될 수 있다. 세척 장치는 축에 평행한 구조체 외부에 장착된 세척 연결 튜브, 및 세척 연결 튜브에 결합된 복수의 스프레이 튜브를 포함할 수 있으며, 각각의 스프레이 튜브는 필터 섹터에서 외부로 작용하고 여과된 액체 제트를 접선 방향으로 아래쪽으로 향하게 하기 위해 두 개의 인접한 디스크 사이에서 연장된다. 여과된 액체를 공급하기 위한 공급 시스템은 적어도 하나의 압력 게이지, 적어도 하나의 압력 스위치 및/또는 적어도 하나의 카트리지 필터를 더 포함할 수 있다. 장치는 여과된 액체가 필터 섹터를 통해 원형 엔드 플레이트에 마련된 적어도 하나의 어퍼쳐 밖으로 흐르도록 구성될 수 있다. 장치는 여과될 액체용 컨테이너를 더 포함할 수 있다. 장치는 컨테이너에 배치된 선반(shelf)을 포함할 수 있고, 필터는 필터가 컨테이너에서 여과될 액체의 수위 위로 돌출하도록 선반에 놓인다. 대안적으로, 장치는 필터가 컨테이너에서 여과될 액체의 수위 위로 돌출하도록 필터를 지지하는 레그(legs) 세트를 포함할 수 있다. 여과된 액체는 필터 내부에서 및 필터로부터 여과된 액체의 유출을 허용하기 위한 어퍼쳐에서 수위를 가질 수 있다. 필터 섹터는 2 내지 40 ㎛의 기공을 갖는 여과 재료(filtering material)를 포함할 수 있다. 필터 섹터는 폴리에스테르, 폴리에틸렌, PTFE, 스테인리스 강, 및 나일론을 포함하는 그룹으로부터 선택된 직물 또는 여과 재료를 포함할 수 있다. 여괴될 액체는 1 내니 50 g/L의 농도를 갖는 부유 고형물을 함유할 수 있다. 장치는 필터 섹터의 외부로 및 필터 섹터에 아주 근접하게 난류 운동을 생성하기 위해 매크로 버블과 나노 버블 사이의 크기를 갖는 기포를 주입하기 위한 공기 공급기(air feeders)를 포함할 수 있다. 여과될 액체의 수위과 여과된 액체의 수위 사이의 높이는 0 내지 3 m일 수 있고, 필터 섹터 상에 침착된 층의 두께는 0 내지 0.06 m일 수 있다. 여과된 액체(4)의 플럭스는 0 내지 5,000 L/(m2h)이다. 여과된 액체에서의 부유 고형물 함량은 0 내지 10 mg/L일 수 있다다. 디스크의 회전 속도는 0 내지 1.047 rad/s (10 rpm)일 수 있다. 디스크 개수는 1 내지 40개일 수 있다. 디스크의 지름은 0.5 내지 4 m일 수 있다.Alternatively, the oscillating device may include a lobed cam fixedly mounted to the aperture and a roller cam follower rotatably mounted to the backwash device near the backwash connecting tube. . Each spray tube may have a plurality of opposed nozzles facing the filter sector. The supply system for supplying the filtered liquid to the backwash device may be configured to supply the cleaning device. The cleaning device may include a cleaning connection tube mounted outside the structure parallel to the axis, and a plurality of spray tubes coupled to the cleaning connection tube, each spray tube acting outward from the filter sector and providing a jet of filtered liquid. It extends between two adjacent disks to point tangentially downward. The supply system for supplying the filtered liquid may further include at least one pressure gauge, at least one pressure switch and/or at least one cartridge filter. The device may be configured such that the filtered liquid flows through the filter sector and out of at least one aperture provided in the circular end plate. The device may further include a container for liquid to be filtered. The device may include a shelf disposed in the container, and the filter is placed on the shelf such that the filter protrudes above the level of the liquid to be filtered in the container. Alternatively, the device may include a set of legs supporting the filter such that the filter protrudes above the level of the liquid to be filtered in the container. The filtered liquid may have a water level inside the filter and at an aperture to allow outflow of the filtered liquid from the filter. The filter sector may include a filtering material having pores of 2 to 40 μm. The filter sector may include a fabric or filtering material selected from the group comprising polyester, polyethylene, PTFE, stainless steel, and nylon. The liquid to be filtered may contain suspended solids with a concentration of 50 g/L per unit. The device may include air feeders for injecting air bubbles having a size between macro and nano bubbles to create turbulent motion out of the filter sector and in close proximity to the filter sector. The height between the level of the liquid to be filtered and the level of the filtered liquid may be 0 to 3 m, and the thickness of the layer deposited on the filter sector may be 0 to 0.06 m. The flux of the filtered
장치는 여과된 액체를 수득하기 위해 여과될 액체에 부분적으로 침지되는 것을 의미하는 필터를 포함할 수 있다. 필터는 필터 섹터를 지지하는 구조체를 포함할 수 있다. 필터가 부분적으로 침지되면, 필터 섹터는 여과된 액체를 함유하는 내부 영역으로부터 여과될 액체를 함유하는 외부 영역을 분리하고, 여과된 액체는 여과될 액체의 수위보다 낮은 수위로 유지되고, 지지 구조체는 외부 지지체 상의 축 주위에 회전 가능하게 장착되며, 여과된 액체의 유출을 허용하기 위한 적어도 하나의 통로를 가지며, 내부 영역은 액체를 보유하기 위해 두 개의 분리된 비접촉 부분으로 나뉜다.The device may include a filter, which is meant to be partially immersed in the liquid to be filtered to obtain a filtered liquid. A filter may include a structure supporting the filter sector. When the filter is partially submerged, the filter sector separates an outer region containing the liquid to be filtered from an inner region containing the filtered liquid, the filtered liquid is maintained at a level lower than that of the liquid to be filtered, and the support structure It is rotatably mounted about an axis on an outer support, has at least one passage to allow outflow of the filtered liquid, and the inner region is divided into two separate non-contacting parts for retaining the liquid.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 장치는 여과된 액체를 수득하기 위해 여과될 액체에 부분적으로 침지되는 것을 의미하는 필터를 포함한다. 필터는 필터는 필터 섹터를 지지하는 구조체를 포함할 수 있다. 필터가 부분적으로 침지되면, 필터 섹터는 여과된 액체를 함유하는 내부 영역으로부터 여과될 액체를 함유하는 외부 영역을 분리하고, 여과된 액체는 여과될 액체의 수위보다 낮은 수위로 유지되고, 지지 구조체는 외부 지지체 상의 축 주위에 회전 가능하게 장착되며, 여과된 액체의 유출을 허용하기 위한 적어도 하나의 통로를 가지며, 내부 영역은 액체를 보유하기 위해 두 개의 분리된 비접촉 부분으로 나뉜다.According to a fourth aspect of the invention, an apparatus comprises a filter, meant to be partially immersed in a liquid to be filtered to obtain a filtered liquid. The filter may include a structure supporting the filter sector. When the filter is partially submerged, the filter sector separates an outer region containing the liquid to be filtered from an inner region containing the filtered liquid, the filtered liquid is maintained at a level lower than that of the liquid to be filtered, and the support structure It is rotatably mounted about an axis on an outer support, has at least one passage to allow outflow of the filtered liquid, and the inner region is divided into two separate non-contacting parts for retaining the liquid.
필터는 프레임에 배치될 수 있고 용기(vessel) 내에 위치할 수 있고 축을 중심으로 회전할 수 있도록 외부 지지체 상에 장착된 제1 원형 엔드 플레이트 및 제2 원형 엔드 플레이트를 포함하는 필터 구조체, 제1 원형 엔드 플레이트와 제2 원형 엔드 플레이트가 각각 장착되는 제1 엔드 디스크(end disc) 및 제2 엔드 디스크를 포함하는 복수의 디스크, 및 여과된 액체의 유출을 허용하기 위해 공통 내부 공간과 연통하는 적어도 유출 어퍼쳐를 포함하며, 각 디스크는 내부 반경 및 외부 반경을 가지는 원형 링 형태이며 내부 반경과 외부 반경 사이에 서로 마주하며 내부 디스크 격실을 한정하는 복수의 필터 섹터를 가지며, 내부 디스크 격실은 원통형 슬리브에 의해 외부 반경에서 주변으로 폐쇄되고 하나의 디스크를 다른 디스크로부터 분리하는 원통형 부분에 의해 형성된 공동 내부 공간을 향해 내부 반경에서 개방되고, 유출 어퍼쳐는 제1 원형 엔드 플레이트 또는 제2 원형 엔드 플레이트 중 하나에서 제1 플랜지에 의해 플랜지된 어퍼쳐에 연결되며, 내부 공통 공간은 분리 벽으로 나뉜다.A filter structure comprising a first circular end plate and a second circular end plate mounted on an external support to be disposed on a frame and positioned within a vessel and rotatable about an axis; A plurality of discs including a first end disc and a second end disc to which an end plate and a second circular end plate are respectively mounted, and at least an outlet communicating with a common interior space to allow an outflow of the filtered liquid. Each disk has an aperture in the form of a circular ring having an inner radius and an outer radius and having a plurality of filter sectors facing each other between the inner and outer radii defining an inner disc compartment, the inner disc compartment being formed in a cylindrical sleeve. open at the inner radius toward a space inside the cavity formed by the cylindrical portion separating one disk from the other, the outlet aperture being either the first circular end plate or the second circular end plate. is connected to the flanged aperture by means of a first flange, and the inner common space is divided by a separating wall.
각 부분에는 각각의 탁도 센서(turbidity sensor)가 마련될 수 있다. 장치는 적어도 하나의 전동식 스톱 밸브를 더 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 전동식 스톱 밸브 각각은 여과된 액체의 유출을 막기 위해 각각의 유출 어퍼쳐의 하류에 마련된다. 각각의 원형 엔드 플레이트는 디스크의 내부 반경과 동일한 내부 반경을 갖는 원형 링 형상일 수 있고, 디스크의 외부 반경과 동일한 외부 반경과 내부 반경 사이에 엔드 디스크에 속하는 동일한 복수의 필터 섹터를 마주하는 복수의 필터 섹터를 갖는다. 각각의 외부 지지체는 제1 플랜지에 의해 원형 엔드 플레이트의 플랜지된 어퍼쳐에 연결된 유출 어퍼쳐를 지지하도록 구성되고, 제2 플랜지에 의해 필터의 프레임에 결합되는 부싱-베어링 슬리브(bushing-bearing sleeve)에 슬라이딩 마찰부(sliding friction) 또는 부싱(bushing)을 가지며, 부싱은 내부적으로 유출 어퍼쳐의 옆에 있고, 각 단부상에 유출 어퍼쳐 및 부싱-베어링 슬리브와 동축인 근위 및 원위 래버린스 밀봉부(labyrinth seals)를 가지며, 부싱 및 제2 래버린스 밀봉부는 유출 어퍼쳐에 하드 스톱(hard stops)에 대한 이동 제한을 갖는다. 장치는 근위 및 원위 래버린스 밀봉부를 포함할 수 있으며, 링들 사이의 내부 공간을 한정하기 위해 외부 홈을 갖는 내부 링 및 외부 홈에 동축으로 결합되는 내부 홈을 갖는 외부 링을 포함하며, 둘 다 유출 어퍼쳐 및 부싱-베어링 슬리브에 견고하게 연결된다. 내부 링 및 외부 링은 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene)으로 제조된다. 장치는 원위 및 근위 래버린스 밀봉부 내부의 공간에 채널에 의해 연결된 외부 슬리브의 상부에서 윤활 노즐을 포함할 수 있으며, 부싱의 내부 부분은 유출 어퍼쳐에 의해 한정된다. 구조체는 외부 지지체 상의 축 주위에 회전 가능하게 장착될 수 있으며, 기어 박스 및 트랜스미션 샤프트(transmission shaft)를 포함하는 제1 그룹에 의해 회전될 수 있다. 장치는 제1 그룹과 함께 작동하도록 배치된 제2 기어 박스 및 트랜스미션 샤프트를 포함하는 제2 그룹을 더 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 그룹은 장치의 반대쪽 단부에 있다. 장치는 제1 여과된 물 공급 시스템 및 제2 여과된 물 공급 시스템을 포함할 수 있으며, 각각의 여과된 물 공급 시스템은 여과된 물용 저장소, 펌프 및 역세척 장치 및 세척 장치로의 여과된 물의 공급을 제어하기 위한 제어부를 포함한다. 역세척 장치는 공통 내부 공간을 통과하는 역세척 연결 튜브 및 역세척 연결 튜브에 연결된 복수의 스프레이 튜브를 포함할 수 있으며, 각각의 스프레이 튜브는 각 디스크의 각 내부 영역을 연장하고, 각각의 스프레이 튜브는 필터 섹터를 향하는 복수의 대향 노즐을 갖는다. 장치는 여과된 액체의 수위 위에 있는 내부 영역과 연통하는 제1 단부 및 외부 환경과 선택적으로 연통하는 제2 단부를 갖는 적어도 하나의 압력 보상 튜브, 및 내부 영역에 국부적으로 대기압보다 높은 압력을 선택적으로 제공하기 위한 펌프를 포함할 수 있다.Each part may be provided with a respective turbidity sensor. The apparatus may further include at least one motorized stop valve, each of which is provided downstream of the respective outlet aperture for preventing the outflow of the filtered liquid. Each circular end plate may be in the shape of a circular ring having an inner radius equal to the inner radius of the disc, and between the outer radius and the inner radius equal to the outer radius of the disc, a plurality of opposite filter sectors belonging to the end disc may be formed. It has a filter sector. Each outer support is configured to support an outflow aperture connected by a first flange to a flanged aperture of a circular end plate, and a bushing-bearing sleeve coupled to the frame of the filter by a second flange. has sliding friction or bushings internally flanking the outflow aperture and on each end proximal and distal labyrinth seals coaxial with the outflow aperture and the bushing-bearing sleeve. It has labyrinth seals, and the bushing and second labyrinth seal have travel restrictions to hard stops at the outlet aperture. The device may include proximal and distal labyrinth seals, including an inner ring with an outer groove to define an inner space between the rings and an outer ring with an inner groove coaxially coupled to the outer groove, both leaking out. It is rigidly connected to the aperture and bushing-bearing sleeve. The inner and outer rings are made of polytetrafluoroethylene. The device may include lubrication nozzles at the top of an outer sleeve connected by channels to spaces inside the distal and proximal labyrinth seals, the inner portion of the bushing being defined by an outlet aperture. The structure can be rotatably mounted about an axis on an external support and can be rotated by a first group comprising a gear box and a transmission shaft. The device may further include a second group comprising a transmission shaft and a second gear box arranged to work together with the first group, the first and second groups being at opposite ends of the device. The apparatus may include a first filtered water supply system and a second filtered water supply system, each filtered water supply system comprising a reservoir for filtered water, a pump, and a supply of filtered water to the backwash and cleaning devices. It includes a control unit for controlling. The backwash apparatus may include a backwash connecting tube passing through a common interior space and a plurality of spray tubes connected to the backwash connecting tube, each spray tube extending a respective inner area of each disc, each spray tube has a plurality of opposing nozzles facing the filter sector. The device comprises at least one pressure compensating tube having a first end in communication with an inner region above the level of the filtered liquid and a second end in selective communication with an external environment, and selectively applying a pressure higher than atmospheric pressure locally to the inner region. It may include a pump to provide.
본 발명의 제5 측면에 따르면, 총 부유 고형물이 10 mg/L 미만인 여과된 액체를 제조하기 위하여 제1 면 및 제2 면을 갖는 액체 투과성 요소를 사용하여 총 부유 고형물이 1 내지 50 g/L인 액체를 여과하는 방법으로서, 액체를 통해 액체 투과성 여과 요소를 순환시키는 단계를 포함하며, 상기 단계에 의해 제1 위치에서 여과 요소의 제1 면의 영역이 압력 하에 액체에 노출되고 여과 요소에 걸친 압력이 0 내지 5.9 kPa이며, 제2 위치에서 영역은 압력 하에 액체에 노출되지 않거나 저압에서 액체에 노출되고, 여과 요소의 제1 면에 축적된 고형물은 여과 요소를 통해 적어도 하나의 제트를 여과 요소의 제2 면에서 여과 요소의 제1 면을 향하게 하여 제거될 수 있고, 여과 요소는 기공 크기를 가지며, 여과 요소는 투과 플럭스가 200 내지 5,000 L/(m2h)이고 제거될 때 축적된 고형물의 층 두께가 0 내지 6 cm이 되도록 하는 속도로 순환한다.According to a fifth aspect of the present invention, a liquid permeable element having a first side and a second side is used to produce a filtered liquid having a total suspended solids of less than 10 mg/L, wherein the total suspended solids is from 1 to 50 g/L. A method of filtering a liquid that is phosphorus comprising the step of circulating a liquid permeable filtering element through the liquid, whereby in a first position an area of a first face of the filtering element is exposed to the liquid under pressure and across the filtering element. wherein the pressure is from 0 to 5.9 kPa, in the second position the area is not exposed to liquid under pressure or is exposed to liquid at low pressure, and solids accumulated on the first face of the filtering element directs at least one jet through the filtering element. can be removed by facing the first side of the filtering element at the second side of the filtering element, the filtering element having a pore size, the filtering element having a permeation flux of 200 to 5,000 L/(m 2 h) and accumulated solids when removed circulates at a rate such that the layer thickness of is between 0 and 6 cm.
액체 투과성 여과 요소는 액체를 통해 순환하도록 배치되어, 제1 위치에서 여과 요소의 제1 면의 영역이 압력 하에서 액체에 노출되고 여과 요소에 걸친 압력이 0 이상 3.9 kPa (40 cmH2O) 이하가 될 수 있다. 기공 크기는 2 내지 40 ㎛일 수 있고, 15 내지 25 ㎛일 수 있다. 속도는 0.25 내지 30 m/min이다. 방법은 총 부유 고형물이 15 내지 40 g/L, 예를 들어 20 내지 40 g/L인 액체를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 여과 요소가 제2 위치에 도달할 때 축적된 고형물의 두께는 0 내지 2 cm이다. 여과 요소는 0 내지 1.047 rad/s (10 rpm), 0 내지 0.21 rad/s (2 rpm) 또는 0 내지 0.105 rad/s (1 rpm)로 순환하도록 구성될 수 있다. 투과 플럭스는 1,000 L/(m2h) 내지 5,000 L/(m2h), 예를 들어 2,000 L/(m2h) 내지 5,000 L/(m2h)로 구성될 수 있다. 액체 투과성 여과 요소는 다양한 기공 크기를 갖는 기공을 포함할 수 있으며, 기공 크기는 2 내지 40㎛이다. 방법은 기포를 액체 내로 도입시키는 단계를 포함할 수 있다.The liquid permeable filtering element is arranged to circulate through the liquid such that in a first position an area of the first face of the filtering element is exposed to the liquid under pressure and the pressure across the filtering element is greater than 0 and less than or equal to 40 cmH 2 O (3.9 kPa). It can be. The pore size may be 2 to 40 μm, and may be 15 to 25 μm. The speed is 0.25 to 30 m/min. The method may include providing a liquid having a total suspended solids of 15 to 40 g/L, such as 20 to 40 g/L. When the filter element reaches the second position, the thickness of the accumulated solids is between 0 and 2 cm. The filtering element may be configured to cycle at 0 to 1.047 rad/s (10 rpm), 0 to 0.21 rad/s (2 rpm) or 0 to 0.105 rad/s (1 rpm). The permeation flux may be comprised between 1,000 L/(m 2 h) and 5,000 L/(m 2 h), for example between 2,000 L/(m 2 h) and 5,000 L/(m 2 h). The liquid permeable filtering element may include pores having various pore sizes, with the pore size ranging from 2 to 40 μm. The method may include introducing air bubbles into the liquid.
액체 투과성 여과 요소는 메시(mesh)를 포함할 수 있다. 액체 투과성 여과 요소는 폴리머(polymer), 예를 들어 폴리에스테르(polyester), 폴리에틸렌(polyethylene), PTFE, 또는 나일론(nylon)을 포함할 수 있다. 액체 투과성 여과 요소는 금속, 스테인리스 강을 포함할 수 있다. 액체 투과성 여과 요소는 액체에 부분적으로 침지될 수 있다. 액체 투과성 여과 요소의 50 내지 75%가 액체에 침지되어 있다. 축적된 고형물은 주기적으로 제거될 수 있다. 축적된 고형물은 매 사이클마다 제거될 수 있다. 주기는 10 내지 1000 s일 수 있다. 방법은 여과 요소에 걸친 압력을 제어하기 위해 여과 요소에 걸친 액체와 여과된 액체 사이의 높이 차이를 야기하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 위치에서 영역은 액체 보다 위에 있을 수 있다. 방법은 미리 결정된 수위를 초과하는 여과 요소에 걸친 압력에 따라 여과 요소의 제1 면에서 제트를 지향 시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 미리 결정된 수위를 초화하는 여과 요소에 걸친 압력에 따라 기포를 액체에 도입시키거나 도입 속도를 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The liquid permeable filtering element may include a mesh. The liquid permeable filtering element may comprise a polymer, such as polyester, polyethylene, PTFE, or nylon. The liquid permeable filtering element may include metal, stainless steel. A liquid permeable filtering element may be partially immersed in a liquid. 50 to 75% of the liquid permeable filtering element is immersed in liquid. Accumulated solids may be removed periodically. Accumulated solids can be removed at every cycle. The period may be 10 to 1000 s. The method may include causing a height difference between the liquid across the filtration element and the filtered liquid to control the pressure across the filtration element. In the second position the region may be above the liquid. The method may include directing the jet at a first face of the filtering element in response to a pressure across the filtering element above a predetermined water level. The method may further include introducing air bubbles into the liquid or increasing the rate of introduction depending on the pressure across the filtration element exceeding a predetermined water level.
액체는 폐수일 수 있다.The liquid may be waste water.
본 발명의 제6 측면에 따르면, 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터에 의해 실행될 때 컴퓨터가 방법을 수행하게 한다.According to a sixth aspect of the present invention, the computer program causes the computer to perform the method when executed by the computer.
본 발명의 제7 측면에 따르면, 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터를 저장하는 컴퓨터 판독 가능 매체(비 일시적일 수 있음)를 포함한다.According to a seventh aspect of the present invention, a computer program product includes a computer readable medium (which may be non-transitory) storing a computer.
본 발명의 제8 측면에 따르면, 장치를 포함하는 시스템, 장치를 모니터링하도록 배치된 하나 이상의 센서 세트, 장치를 제어하도록 배치된 하나 이상의 액츄에이터 세트 및/또는 하나 이상의 모터 세트 및 하아 이상의 센서 세트로부터 신호를 수신하도록 배치되고 하나 이상의 액츄에이터 세트 및/또는 하나 이상의 모터 세트를 제어하기 위해 제어 신호를 제공하도록 배치된 컴퓨터 시스템이 마련된다.According to an eighth aspect of the present invention, a system comprising a device, a set of one or more sensors arranged to monitor the device, a set of one or more actuators arranged to control the device, and/or a set of one or more motors, and a signal from one or more sets of sensors A computer system arranged to receive and provide control signals to control one or more actuator sets and/or one or more motor sets.
컴퓨터 시스템은 여과 요소 상의 고형물의 침착 속도, 고형물의 압축 정도 및/또는 고형물이 액체로 다시 재도입되는 속도를 제어하도록 배치될 수 있다.The computer system can be arranged to control the rate at which solids are deposited on the filtration element, the degree of compaction of the solids, and/or the rate at which the solids are reintroduced back into the liquid.
본 발명의 특정 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다:
도 1은 액체 여과 장치의 개략도이다;
도 2는 여과 요소 배열의 개략적인 사시도이다;
도 3은 대안적인 여과 요소 배열의 개략적인 사시도이다;
도 4는 디스크를 개략적으로 도시한다;
도 5는 여과 중 여러 단계를 개략적으로 도시한다;
도 6은 기판이 현탁액에 도입될 때, 현탁액, 기판 및 여과액을 개략적으로 도시한다;
도 7은 기판이 현탁액으로부터 제거될 때 현탁액, 기판 및 여과액을 개략적으로 도시한다;
도 8은 여과 장치를 제어하기 위한 컴퓨터 시스템의 개략적인 블록도이다;
도 9는 회전 디스크 필터를 위한 구조의 사시도이다.
도 10은 동일한 구조의 내부 원통형 부분과 조합된 구조의 종방향 부재의 사시도이다.
도 11은 도 10을 확대한 상세도이다;
도 12는 도 9에 도시된 구조의 내부 원통형 부분과 조립된 모듈식 구성요소의 사시도이다;
도 13은 내부 원통형 부분과 함께 본 발명에 따른 구조의 모듈식 구성 요소의 분해 사시도이다;
도 14는 도 12에 도시된 구조의 부분 분해 사시도이다;
도 15는 도 14에 도시된 구조의 조립 사시도이다;
도 16은 정화 용기 내의 회전 디스크 농축 진공 필터의 사시도이다;
도 17은 회전 디스크 필터 및 이의 역세척 장치의 구조의 부분 단면의 개략적인 측면도이다;
도 18은 도 17에서 원으로 도시한 부분을 확대한 상세도이다;
도 19는 예시의 명확성을 위해 일부분이 제거된, 도 17에 도시된 회전 디스크 필터의 사시도이다;
도 20은 예시의 명확성을 위해 일부분이 제거된, 도 19에 도시된 역세척 장치의 사시도이다;
도 21은 제1 위치에서의 역세척 장치를 도시하는, 도 19에 도시된 회전 디스크 필터의 좌측 단부도이다;
도 22는 제2 위치에서의 역세척 장치를 도시하는, 도 19에 도시된 회전 디스크 필터의 좌측 단부도이다;
도 23은 회전 디스크 필터의 좌측 단부도이다;
도 24는 디스크 세척 장치를 도시하는, 도 19에 도시된 회전 디스크 필터의 좌측 단부도이다;
도 25는 도 24에 도시된 디스크 세척 장치의 스프레이 튜브를 도시하는 사시도이다;
도 26은 농축 여과 장치의 사시도이다;
도 27은 도 26의 장치의 디스크 구조의 부분 사시도이다;
도 28은 용기(미도시)에 침지된 도 26의 장치의 종단면도이다;
도 29는 도 28에 도시된 디스크 부분을 확대한 계략적 상세도이다;
도 30은 지지체를 확대한 계략적 상세도이다;
도 31은 예시의 명확성을 위해 일부분이 제거된, 도 30에 도시된 지지체의 분해 사시도이다;
도 32는 예시의 명확성을 위해 일부분이 제거된, 도 31에 도시된 조립된 지지체의 사시도이다;
도 33은 도 30에 도시된 지지체의 밀봉 래버린스형 내부 요소(sealing labyrinth-shaped internal element)의 사시도이다;
도 34는 도 33의 밀봉 래버린스형 내부 요소의 단부도이다;
도 35는 A-A 선을 따른 도 34에 도시된 요소의 섹션이다;
도 36은 도 35에 도시된 요소를 확대한 상세도이다;
도 37은 도 30에 도시된 밀봉 래버린스형 외부 요소의 사시도이다;
도 38은 도 37에 도시된 밀봉 래버린스형 외부 요소의 단부도이다;
도 39는 B-B 선을 따른 도 38에 도시된 요소의 섹션이다;
도 40은 도 39에 도시된 요소를 확대한 상세도이다;
도 41은 압력 보상 튜브가 추가된, 도 19에 도시된 역세척 장치의 사시도이다;
도 42는 도 41에 도시된 압력 보상 튜브를 도시하는 단부도이다;
도 43은 보(weir) 및 밸브를 포함하는 여과 장치의 제1 배출 장치를 도시한다;
도 44는 보 없이 밸브를 포함하는 여과 장치의 제2 배출 장치를 도시한다;
도 45는 흡입 펌프를 포함하는 여과 장치의 제3 배출 장치를 도시한다;
도 46은 수중 펌프를 포함하는 여과 장치의 제4 배출 장치를 도시한다;
도 47은 흡입 펌프와 디펜딩 파이프(depending pipe)를 포함하는 여과 장치의 제5 배출 장치를 도시한다.Specific embodiments of the present invention will be described by way of example with reference to the attached drawings:
1 is a schematic diagram of a liquid filtering device;
2 is a schematic perspective view of a filtration element arrangement;
3 is a schematic perspective view of an alternative filtration element arrangement;
4 schematically shows a disk;
Figure 5 schematically depicts the various stages during filtration;
Figure 6 schematically illustrates the suspension, substrate and filtrate as the substrate is introduced into the suspension;
Figure 7 schematically depicts the suspension, substrate and filtrate as the substrate is removed from the suspension;
8 is a schematic block diagram of a computer system for controlling a filtering device;
9 is a perspective view of a structure for a rotary disk filter.
10 is a perspective view of a longitudinal member of the structure combined with an inner cylindrical portion of the same structure;
Fig. 11 is an enlarged detailed view of Fig. 10;
Fig. 12 is a perspective view of an assembled modular component with an inner cylindrical portion of the structure shown in Fig. 9;
13 is an exploded perspective view of a modular component of a structure according to the invention with an inner cylindrical part;
Fig. 14 is a partially exploded perspective view of the structure shown in Fig. 12;
Fig. 15 is an assembled perspective view of the structure shown in Fig. 14;
Fig. 16 is a perspective view of a rotary disc enrichment vacuum filter in a purification vessel;
Fig. 17 is a schematic side view in partial cross-section of the structure of a rotary disk filter and its backwashing device;
Fig. 18 is an enlarged detailed view of the circled portion in Fig. 17;
Fig. 19 is a perspective view of the rotary disk filter shown in Fig. 17 with portions removed for clarity of illustration;
Figure 20 is a perspective view of the backwash apparatus shown in Figure 19 with portions removed for clarity of illustration;
Fig. 21 is a left end view of the rotary disk filter shown in Fig. 19, showing the backwash apparatus in a first position;
Fig. 22 is a left end view of the rotary disk filter shown in Fig. 19, showing the backwash apparatus in a second position;
23 is a left end view of the rotary disk filter;
Fig. 24 is a left end view of the rotary disk filter shown in Fig. 19, showing the disk cleaning apparatus;
Fig. 25 is a perspective view showing a spray tube of the disk cleaning device shown in Fig. 24;
26 is a perspective view of a concentration filtration device;
Fig. 27 is a partial perspective view of the disk structure of the device of Fig. 26;
Figure 28 is a longitudinal cross-sectional view of the device of Figure 26 immersed in a vessel (not shown);
Fig. 29 is an enlarged schematic detail view of the disk portion shown in Fig. 28;
30 is an enlarged schematic detail view of the support;
Figure 31 is an exploded perspective view of the support shown in Figure 30 with portions removed for clarity of illustration;
Figure 32 is a perspective view of the assembled support shown in Figure 31 with portions removed for clarity of illustration;
Fig. 33 is a perspective view of the sealing labyrinth-shaped internal element of the support shown in Fig. 30;
Fig. 34 is an end view of the sealing labyrinth-like inner element of Fig. 33;
Figure 35 is a section of the element shown in Figure 34 along line AA;
Fig. 36 is an enlarged detail view of the elements shown in Fig. 35;
Fig. 37 is a perspective view of the sealed labyrinth-like outer element shown in Fig. 30;
Fig. 38 is an end view of the sealed labyrinth-like outer element shown in Fig. 37;
Figure 39 is a section of the element shown in Figure 38 along line BB;
Fig. 40 is an enlarged detail view of the elements shown in Fig. 39;
Fig. 41 is a perspective view of the backwash apparatus shown in Fig. 19 with the addition of a pressure compensating tube;
Fig. 42 is an end view showing the pressure compensating tube shown in Fig. 41;
43 shows a first discharge device of a filtering device comprising a weir and a valve;
44 shows a second discharge device of a filtering device comprising a valve without beams;
45 shows a third discharge device of a filtration device comprising a suction pump;
46 shows a fourth discharge device of a filtration device comprising a submersible pump;
47 shows a fifth discharge device of the filtration device comprising a suction pump and a dependent pipe.
이하에서, 동일한 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다.In the following, like elements are denoted by like reference numerals.
도입introduction
도 1을 참조하면, 여과된 액체(4)를 생성하기 위해 액체(2)로부터 고형물(3)을 제거함으로써 폐수와 같은 현탁액(2)(이하, "액체" 또는 "피드(feed)")를 여과하는 장치(1)가 도시되어 있다.Referring to Figure 1, a suspension 2 (hereinafter "liquid" or "feed") such as wastewater is prepared by removing
장치(1)는 수위(L)까지 액체(2)로 채워지는, 탱크와 같은 컨테이너(5)를 포함한다. 수위(L)은 여과된 액체(4)(이하, "여과액(filtrate)")가 유출 측으로부터 제거될 때 유입 측의 컨테이너(5)에 액체(2)를 공급함으로써 유지될 수 있다. 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 액체(2)의 수위(L) 및 여과된 액체(4)의 수위(Lf)은 여과 공정을 제어하기 위해 변경될 수 있다.The
장치(1)는 기체, 바람직하게 공기의 기포(7)를 액체(2) 내로 도입하기 위한 가스 공급기(들)(6)(또는 "에어레이터(aerators)"), 및 가스 공급기(6) 위의 액체(2)에 적어도 부분적으로 침지된 여과 장치(filtering machine, 8)((p/o)의 일부만 도 1에 도시됨)를 포함한다. 여기에서, 여과 장치(8)는 단순히 "필터"라고 지칭될 수 있다.
여과 장치(8)는 하나 이상의 액체 투과성 여과 요소(9)(여기에서, "여과 요소", "여과 섹터", "기판" 또는 "메쉬"라고도 함)을 포함하며, 각각의 여과 요소(9)는 제1 및 제2 대향면(opposite faces, 10, 11)(여기에서 "외부 및 내부면(outer and inner faces)" 또는 "외면 및 내면(external and internal faces)"이라고도 함)을 가지며, 액체(2) 안팎으로 순환될(또는 주기적으로 이동될) 수 있다.The
여과 요소(9)가 액체(2)에 침지되는 동안, 액체(2)는 압력 하에 여과 요소(9)를 통과할 수 있다. 액체(2)가 여과 요소(9)를 통과할 때, 고형물(3)은 액체(2)로부터 제거되고 여과 요소(9)의 제1 면(10) 상에 층(14)으로서 침착(또는 "축적")된다. 여기에서, 층(14)은 또한 "침착층(deposited layer)", "축적층(accumulated layer)", "슬러지층(sludge layer)", "케이크(cake)" 및 "동적 멤브레인(dynamic membrane)"으로 지칭될 수 있다.While the
하나 이상의 내부 노즐(15)(여기에서 "스프레이 바(spray bar)"라고도 함)은 여과 요소(9)에 침착된 층(14)의 두께를 조절하기 위해 (여과된 액체(4)와 같은) 액체의 스프레이(들) 또는 제트(들)(16)를 여과 요소(들)(9)의 내부면(11)로 향하게 하기 위해 사용될 수 있다. 스프레이(들)(16)은 여과 요소(9)의 외부면(10)과 및 층(14) 사이에 유체의 얇은 경계 층(17)을 유지하기 위해 사용될 수 있다.One or more internal nozzles 15 (also referred to herein as “spray bars”) are provided to adjust the thickness of a
하나 이상의 외부 노즐(18)은 층(14)을 제거하는 것을 돕기 위해 액체의 스프레이(들) 또는 제트(들)(19)를 여과 요소(9)의 외부면(10)으로 향하게 하는데 사용될 수 있다.One or more
장치(1)는 고형물의 침착 속도, 고형물의 압축 정도 및 고형물을 액체로 다시 재도입시키는 속도를 제어하기 위해 배치된다. 멤브레인 생물 반응기에서는 멤브레인 상에 고형물이 침착되는 것이 방지되거나 회피되는 반면, 본원에 기술된 장치(1)에서는 액체 투과성인 침착층(14)이 추가적인 미세 여과를 제공하는데 사용된다.
5 내지 40㎛의 메쉬가 없는 통로를 갖는 액체 투과성 여과 요소(9)에 대해 측정한 결과, 침착층(14)이 0.04 내지 4㎛의 동등한 공칭 기공 크기를 갖는 것으로 나타났다.Measurements on liquid
또한, 도 2를 참조하면, 여과 요소(9)는 환형 필터(20)를 형성하도록 조립되는 얇은 환형 섹터형 여과 요소(9)(이하, "필터 섹터"라고도 함)의 형태를 갖는다. 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 각각의 필터 섹터(9)는 필터 섹터가 교체될 수 있도록 하는 각각의 "U"자형 요소("홀더(holder)" 또는 "랙(rack)")로 유지될 수 있다.Referring also to FIG. 2 , the
또한, 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 한 쌍의 축 방향-오프셋 환형 필터(20)는 액체가 침지된 여과 요소(9)를 통해 반대쪽으로 흐르는 환형 공간(34)을 갖는 디스크(31)의 일부를 형성한다. 여과 장치(8)는 일렬로 배열된 이러한 디스크(31)(도 26)의 어레이(또는 "배터리")를 포함한다.Also, as will be described in more detail below, a pair of axially-offset
환형 필터(20)는 부분적으로 침지되고, 액체(2)의 수위(L)에 대해 수직 또는 경사지게 배향되고 회전축(21)을 중심으로 회전한다. 따라서, 여과 요소(9)는 액체(2)를 통과하고, 액체(2)를 통해 이동한 다음 액체(2)가 원형 경로를 따라 이동하는 상태로 남는다. 여과 요소(9)가 액체(2) 내에 있는 동안, 액체(2)는 압력 하게 여과 요소(9)를 통과한다.The
환형 섹터 형상을 갖는 여과 요소(9)를 갖는 회전 디스크 여과 장치의 형태인 여과 장치의 실시예가 여기에 기술되어 있지만, 여과 장치 및 여과 요소(들)(9)는 액체(2)의 안팎으로 순환할 수 있는 다른 형태를 가질 수 있다.Although an embodiment of a filtering device in the form of a rotating disk filtering device having a
도 3을 참조하면, 여과 요소(9)는 원통형 필터(20')를 형성하는 원통형 필터 요소(9)의 형태를 가질 수 있다. 대안적으로, 여과 요소(9)는 원통형 필터(20')를 형성하기 위해 조립될 수 있는 곡선 부분의 형태를 가질 수 있다. 원통형 필터(20')는 회전축(21')으로 작용하는 중심 축을 갖는다. 액체(2)의 수위(L)에 평행하게 배향된 중심축(21')을 갖는 원통형 필터(20')는 부분적으로 침지된다.Referring to FIG. 3 ,
액체 투과성 여과 재료의 벨트 또는 밴드와 같은 다른 여과 요소 형상 및 배열이 사용될 수 있다.Other filtering element shapes and arrangements may be used, such as belts or bands of liquid permeable filtering material.
도 4를 참조하면, 여과 장치(8)는 수평으로 분리되고 수직으로 배향된(또는 비스듬히) 복수(명확성을 위해 하나만 도시됨)의 디스크(31)를 포함하며, 각 디스크(31)는 제1 및 제2 환형 필터(20)를 포함하며, 각 환형 필터(20)는 바람직하게 플라스틱으로 만들어진 여과 요소(9)를 포함한다.Referring to FIG. 4 , the
디스크(31)는 40 내지 75% 침지율(침지된 디스크 영역의 비율)를 갖는 유체(2)에 부분적으로 침지된다. 따라서, 각 디스크(31)의 제1 부분(32)(비음영으로 도시)은 유체(2)의 수위 보다 위에 있으며(즉, 침지되지 않음), 디스크(31)의 제2 부분(33)은 침지된다.The
환형 공간(34)은 여과된 액체(4)가 모이는 제1 및 제2 환형 필터(20) 사이에 형성된다. 여과된 액체(4)는 내부 공간(35)을 통해 배출된다.An
여과 장치(8)는 디스크(31)가 분당 0 내지 10 회전(0 내지 10(2π/60) rad/s)으로 회전하도록 배치된다.
도 5를 참조하면, 액체(2), 여과 요소(9) 및 슬러지(14) 사이의 정전기적 인력 및 반발이 여과 공정에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 물은 친수성이며, 음전하를 갖는다. 여과 요소(9)가 특히 폴리에틸렌과 같은 플라스틱으로 형성되는 경우, 여과 요소(9)는 매우 소수성이며 양전하를 갖는 경향이 있다. 슬러지(14)는 소수성이며 소량의 양전하를 띠는 경향이 있다.Referring to Figure 5, the electrostatic attraction and repulsion between
t = 0 내지 t = t1 (0 ≤ t ≤ t1)인 제1 주기 중에, 기판(9)이 처음 액체(2)에 들어가고 수두차(head difference) Δ가 0 내지 Δ1 (0 ≤ Δ ≤ Δ1)이면, 기판(9)은 기판(9)을 통한 액체(2)의 흐름에 실질적으로 저항을 제공하지 않는다. 수두차가 작기 때문에, 플럭스(F)는 0 내지 F1 (0 ≤ F ≤ F1)로 낮다. t1의 값은 약 1 s이며, Δ1은 약 0.5 cm이다.During the first period from t = 0 to t = t 1 (0 ≤ t ≤ t 1 ), the
기판(9)은 일반적으로 슬러지(14)를 포함하지 않는다. 기공 크기(P)를 갖는 기판 어퍼쳐(즉, 기공)보다 큰 고체 입자(3)는 반발되는 경향이 있다. 그러나, 기판(9)이 더 침지되고 수두차 Δ가 증가함에 따라, 기판(9)을 통한 유체(2)의 흐름은 고체 입자(3)를 기판(9)쪽으로 밀어내어 얇은 케이크(14)를 형성한다.
t = t1 내지 t = t2의 제2 주기 동안, 수두차 Δ는 증가하며 Δ1 내지 Δ2 (Δ1 ≤ Δ ≤ Δ2)이다. 기판(9)은 기판(9)을 통한 액체(2)의 흐름에 약간의 저항을 제공하기 시작한다. 입자(3)는 시판(9) 상에 느슨하게 모이기 시작하고 케이크(14)가 형성되기 시작한다. t2의 값은 약 2 s이며, Δ2은 1 cm이다.During the second period of t = t 1 to t = t 2 , the head difference Δ increases and is Δ 1 to Δ 2 (Δ 1 ≤ Δ ≤ Δ 2 ).
도 6을 참조하면, 얇은 케이크(14)는 물 및 더 작은 입자와 같은 액체(2)의 흐름을 제한하므로, 케이크층(14)은 성장하지만 물(2)은 여전히 케이크층(14) 및 기판을 통해 흐른다. 케이크(14)가 발달함에 따라, 기판(9)과 슬러지(14)의 양전하및 물(2)의 음전하는 기판과 케이크 사이의 얇은 물 경계층(22)을 형성하는 것을 돕는다.Referring to Figure 6,
t = t1 내지 t = t3의 제3 주기 동안, 수두차 Δ는 더 증가한다. 따라서, 플럭스(F)는 증가한다. t3의 값은 약 5 s이며, Δ3은 5 cm이다.During the third period from t = t 1 to t = t 3 , the head difference Δ further increases. Thus, the flux F increases. The value of t 3 is about 5 s, and Δ 3 is 5 cm.
케이크가 회전함에 따라, 케이크(14)에 걸친 압력이 떨어지고, 기판이 감소하고, 물 속도가 감소하여 여과 공정이 더 쉬워진다. 케이크(14) 및 기판(9)이 여과액(4)에 들어갈 때 가장 높은 플럭스가 발생한다. 그러나, 케이크(14)가 두꺼워지면, 플럭스(F)가 감소하기 시작할 것이다.As the cake rotates, the pressure across the
도 7을 참조하면, 케이크(14)가 고형물 현탁액(2)으로 당겨질 때, 중력은 기판의 역 습윤(back wetting)의 도움을 받아 물 경계층(22)에 작용한다. 중력으로부터 케이크(14)에 가해지는 힘이 경계 마찰보다 커지면, 케이크(14)는 고체 현탁액으로 슬라이딩하여 깨끗한 기판(9)을 남긴다.Referring to Fig. 7, when the
기판이 현탁액(2)에 재도입될 때 공정이 반복된다. 전술한 바와 같이, 여기에 설명된 여과 공정은 예를 들어 20㎛의 메쉬 크기를 같은 폴리에틸렌과 같은 플라스틱 메쉬를 사용하여 이익을 얻을 수 있다. 이러한 공정은 표면 장력과 함께 흡입 효과인 모세관 작용의 이점을 추가로 얻을 수 있다.The process is repeated when the substrate is reintroduced into the suspension (2). As noted above, the filtration process described herein may benefit from the use of a plastic mesh, such as polyethylene, for example with a mesh size of 20 μm. This process can additionally benefit from capillary action, a suction effect with surface tension.
모세관 힘은 매우 강할 수 있으며, 통로 또는 채널(즉 기판의 기공)을 형성하는데 사용되는 물질, 통로 또는 채널("모세관")의 면적뿐만 아니라 물의 출처 및 목적지에 따라 달라진다. 또한, 기판의 내부면(즉, 여과액 측) 상의 수막(water film)이 공기에 노출되므로, 표면 장력도 모세관의 물을 끌어당겨 모세관을 통해 물을 가속화한다. 동시에, 이 힘은 동일하지만 반대되는 힘을 생성하여 고형물을 밀어내고 메쉬에 더 큰 양전하를 생성한다. 따라서, 여과 재료(9)가 공기에 노출될 때 완전히 젖는 것은 여과를 촉진하는데 도움이 될 수 있고, 놀랍게도 높은 플럭스 속도 및 고품질의 여과액을 초래할 수 있다.Capillary forces can be very strong and depend on the material used to form the passages or channels (i.e., pores in the substrate), the area of the passages or channels ("capillaries"), as well as the source and destination of the water. Also, since the water film on the inner surface of the substrate (i.e., the filtrate side) is exposed to air, surface tension also attracts water in the capillaries and accelerates the water through the capillaries. At the same time, this force creates an equal but opposite force that pushes the solids away and creates a larger positive charge on the mesh. Thus, full wetting of the
도 1 및 4를 참조하면, 이 공정은 액체(2)를 통해 기판(9)을 순환시킴으로써 수행된다. 디스크(31)의 일부가 액체(2)에 들어가면, 고형물(3)이 디스크(31)에 부착되고 결합된다. 디스크(31)가 계속 회전함에 따라 고형물(3)이 더 축적된다. 1/4 회전이 끝날 때까지, 축적된 층(14)은 0.5 내지 10 mm의 두께 t를 가질 수 있다. 두께 t는 고형물(3) 및 플럭스(F)에 따라 달라진다.Referring to Figures 1 and 4, this process is performed by cycling the
기판(9)을 통해 액체(2)를 밀어내고 고형물(3)의 침착을 야기하는데 사용되는 구동력은 필터의 외부와 내부, 즉 제1 면과 제2 면(10, 11) 사이의 차등 수위Δ에 의해 생성된다. 구동력은 일반적으로 3 내지 5 cm(즉, 3 cm ≤ Δ ≤ 5 cm)이지만, 0.4 m (Δ ≤ 0.4 m) 까지 높을 수 있다.The driving force used to push the
여과 공정은 기판의 특정 표면을 통과하는 유체의 흐름을 특징으로 하며, 플럭스(F)(L/(m2h) or "LMH"로 측정됨)로 정의할 수 있다. 여과 사이클은 최대 수위 차이에서, 즉 Δ= 40 cm에 대해 250 L/(m2h) 이상, 및 5,000 L/(m2h) 이하의 플럭스를 허용한다.The filtration process is characterized by the flow of a fluid through a specific surface of a substrate and can be defined as a flux (F) (measured as L/(m 2 h) or "LMH"). The filtration cycle allows a flux of more than 250 L/(m 2 h) and less than 5,000 L/(m 2 h) at the maximum water level difference, ie for Δ=40 cm.
디스크(31)의 회전(즉, 순환)은 액체(2)에 기판(9)을 배치하여 동적 멤브레인(14)이 형성되도록 할 뿐만 아니라, 액체(2)로부터 기판(9)을 제거하고 동적 멤브레인(14)의 형성을 제어하는데 사용된다. 그냥 냅두면, 기판(9)이 막히고 부분적으로 탈수될 때까지 고형물(3)의 침착이 계속될 것이다.Rotation (i.e., circulation) of the
탈수를 피하기 위해, 여과액(즉, 여과된 유체(4))의 스프레이(16) 또는 다른 공급원으로부터의 유체가 유체 수위(L) 위 또는 아래에서 기판(9)의 내부 표면(11)에 적용될 수 있다. 생물학적 에어레이션(aeration) 또는 추가 기기 에어레이션과 함께 내부 스프레이(16)는 과도하게 고형물이 축적되는 것을 방지하는데 도움이 될 수 있다. 회전, 에어레이션, 여과액(또는 다른 깨끗한 액체)의 외부 스프레이(19), 수주차, 기판 기공 크기(또는 "어퍼쳐 크기"), 및 내부 스프레이의 조합은 주어진 적용에 대해 동적 멤브레인(14)의 원하는 두께(t)를 유지하는데 도움이 된다.To avoid dehydration, a
아래 표 1은 여과를 위한 다양한 프로그램(회전 속도 및 시간 설정, 역세척 및 에어레이션 사용)을 설명한다.Table 1 below describes the various programs for filtration (setting spin speed and time, using backwash and aeration).
0 to 10 rpm0 to 10 rpm
(100 % = 10 rpm)(100% = 10 rpm)
100% 시간50% speed
100% time
100% 시간 역세척100% flow backwash
100% time backwash
50% 용량
100% 시간microbubble biological aeration
50% capacity
100% time
100% 시간 역세척100% flow backwash
100% time backwash
100% speed
간헐적rough foam
100% speed
Intermittent
100% 시간100% speed
100% time
100% 시간 역세척100% flow backwash
100% time backwash
100% 속도
간헐적rough foam
100% speed
Intermittent
품100% 속도
간헐적rough
Product 100% rate
Intermittent
더 두꺼운 동적 멤브레인(14)은 여과 정도를 증가시키기 위해(즉, 분리를 향상시키기 위해)사용될 수 있다. 최대 수위 차이와 동적 멤브레인 두께를 선택하여 필요한 분리 정도와 여과액 품질을 달성할 수 있다.A thicker
디스크(31)가 더 회전함에 따라, 동적 멤브레인(14)은 유체(2)로부터 당겨져 공기에 노출된다. 기판(9)과 동적 멤브레인(14) 사이의 유체막(17)은 멤브레인(14)이 중력에 의해 기판(9)으로부터 벗겨져 유체(2)로 되돌아 갈 수 있도록 한다. 스프레이는 멤브레인이 없는 기판 영역을 형성하는데 도움이 될 수 있다. 수막(film of water)은 멤브레인이 없는 기판 상에 존재할 수 있다. 중력, 및 내부 및 외부 스프레이의 조합은 수막을 가질 수 있는 멤브레인이 없는 기판 영역을 나타낼 수 있다.As
또한, 도 8을 참조하면, 여과 장치(1)는 적어도 하나의 프로세서(42), 메모리(43), 비휘발성 저장부(44) 및 네트워크 인터페이스(45)를 포함하는 컴퓨터 시스템(41)을 포함한다. 컴퓨터 시스템(41)은 저장부(44)로부터 메모리(43)에 로드되고 프로세서(들)(42)에 의해 실행되는 제어 소프트웨어(46)를 실행한다. 컴퓨터 시스템(41)은 필터 어레이의 회전을 구동하는 하나 이상의 모터(47) 및/또는 스프레이 바(15, 18)를 위한 펌프(들) 및/또는 밸브(48)를 제어한다. 컴퓨터 시스템(41)은 센서(49), 예를 들어 수위 센서로부터 신호를 수신할 수 있다.Referring also to FIG. 8 , the
제어 소프트웨어(46)는 수위 차이에 따라 다른 작동 상태 사이에서 기기를 전환하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 큰 수위 차이의 경우, 소프트웨어(46)는 디스크(31)가 더 빠르게 회전하고 더 강한 스프레잉 및 에어레이션을 사용할 수 있게한다. 상대적으로 작은 수위 차이의 경우, 소프트웨어(46)는 디스크(31)가 더 느리게 회전하도록(또는 전혀 아님) 및 강렬한 스프레잉(또는 전혀 아님) 및/또는 적은 에어레이션(또는 전혀 아님)을 사용하게 할 수 있다.
고형물의 과도한 침착의 경우, 동적 멤브레인(14)의 탈수가 발생하여 케이크 여과가 발생할 수 있다. 케이크 여과는 케이크의 국부적인 탈수를 유발하여 움직이지 않고 고정된 조밀한 층이 형성되도록 한다. 외부 스프레이 바(18)는 케이크를 제거하는데 사용될 수 있다. 스프레이(19)는 케이크를 파괴하거나 케이크를 기판(9)에 밀어붙이는 것 보다 시판(9)으로부터 멀리 케이크를 슬라이스하도록 각을 이룬다. 예를 들어, 수위 차이를 충분히 줄일 수 없는 경우, 이러한 형태의 복구 세척을 사용할 수 있다.In the case of excessive deposition of solids, dehydration of the
일단 제거된 침착층(14)은 유체(2)로 돌아가서 유체("재부유된" 것이라 함)에 혼합되어 유체(2) 내에 재분배된다. 여과 장치(8)는 심지어 필터 부근에서 50 g/L의 국부적인 부유 고형물 함량으로 상승할 수 있는, 2 내지 20g/L 또는 40 g/L의 부유 고형물 함량을 갖는 유체(2)를 처리할 수 있다. 동적 멤브레인(14)은 3 내지 5%의 건조 물질(dry substance, DS)에서 측정되어 유체(2)(5% DS = 50 g/L)로 떨어졌다.The deposited
회전 디스크 필터의 구조Structure of Rotating Disc Filter
도 9를 참조하면, 회전 디스크 필터의 구조체(50)는 사시도로 도시되었다. 디스크(31)는 서로로부터 동축으로 이격되어 있다. 각각의 디스크(31)는 다수의 마주보는 필터 섹터 쌍(미도시)을 가지며, 중앙 내부 공간과 연통한다. 각 디스크(31)는 외부 원통형 슬리브(52)에 의해 폐쇄된다. 회전 필터는 두 개의 원형 엔드 플레이트(53)를 포함하며, 각각의 원형 엔드 플레이트(53)는 회전 가능한 지지체용 개구(55)를 중앙에 마련한다. 원통형 부분(54)는 두 개의 인접한 디스크(31)를 이격시키고, 그 부분에 대해 디스크 필터의 중앙 내부 공간을 한정한다.Referring to FIG. 9 , the
엔드 플레이트(53)는 필터 영역을 증가시키기 위해 필터를 보유할 수 있다. 이는 몇 개의 디스크(31)만 사용되는 경우에 사용될 수 있다. 예를 들어, 4개의 디스크 유닛의 엔드 플레이트에 필터를 마련함으로써, 면의 개수가 6개에서 8개로 증가한다.The
도 10을 참조하면, 동일한 구조의 내부 원통형 부분과 결합된 구조의 종방향 부재의 사시도가 도시되어 있다.Referring to Figure 10, there is shown a perspective view of a longitudinal member of a structure coupled with an inner cylindrical portion of the same structure.
종방향 부재(56)(이하 "직립 부재"라고 함)는 원통형 부분(54)로부터 반경 방향으로 연장된다. 도 10에 도시된 종방향 부재(56)의 세트는 구조에 마련된 12개의 세트의 종방향 부재(56) 중 하나이다. 도 14에 가장 잘 도시된 바와 같이, 종방향 부재(56)는 중심 축에 대해 30도 간격으로 이격된다. 각각의 종방향 부재(56)는 도 10의 확대된 상세도인 도 11에 더 자세히 도시된 바와 같이 구형파 형태의 연속적인 모듈식 구성요소로 제조된다.Longitudinal members 56 (hereafter referred to as "upright members") extend radially from
도 12 및 13은 각각 구조의 내부 원통형 부분과 결합된, 구조의 조립되고 확대된 모듈식 구성요소의 사시도이다.12 and 13 are perspective views of an assembled and enlarged modular component of the structure, respectively, engaged with an inner cylindrical portion of the structure.
도 12 및 13을 참조하면, 모듈식 구성요소는 구형파 형태로 내부 원통형 부부에 결합된다. 특히, 구평하는 "U"자형 요소(58)로 제조된다. "U"자형 요소(58)는 원통형 부분(54)에 고정된 파동(59) 및 연속적인 필터 섹터를 지지하기 위한 상승 파동 에지(60) 및 하강 파동 에지(61)를 갖는다. 각각의 "U"자형 요소(58)는 또한 외부 원통형 슬리브(52)의 일부를 지지하기 위해 하나 또는 다른 터미널 원형 플레이트(53)으로부터 등거리에 있는 다른 파고점과 상호 작용하는 파고점(63)을 갖는다(도 9). 각각의 "U"자형 요소(58)는 바람직하게 "U"자형 단면을 갖는 채널 형태를 갖는 지지 가이드(64)가 마주하는 필터 섹터(9)를 지지하도록 맞대기 용접되는 상승 파동 에지(60) 및 하강 파동 에지(61)를 가진다.Referring to Figures 12 and 13, the modular component is coupled to the inner cylindrical portion in a square wave fashion. In particular, it is made of spherical "U" shaped
서로 이격된 한 쌍의 링, 즉 근위 링(65) 및 원위 링(66)은 지지 가이드(64)의 하단을 지지하기 위해 원통형 부분(54)의 각 측에 장착된다. 내부 원통형 부분(54)과 접촉하는 각각의 근위 링(65)에는 각진 등거리 만입부(67)가 마련되며, 그 개수는 구조의 실시예의 종방향 부재의 개수와 동일하다. 대응적으로, 파동골(59)은 상승 파동 에지(60) 및 하강 파동 에지(61)과 동축인 한 쌍의 만입부(68)를 갖는다. 만입부(68)는 원통형 부분(54)와 접촉하는 링 상의 한 쌍의 각진 등거리 만입부(67)와 맞물리도록 설계된다.A pair of rings spaced apart from each other, a
"U"자형 요소(58)는 또한 연속적인 "U"자형 요소(58)에 연결에 적합한 파고점(63)을 갖는다. 적절한 방식으로, 파고점(63)은 외부 원통형 슬리브(52)의 부분을 지지하도록 구성된 대향 플레이트(69)를 지지한다.The "U" shaped
도 14 및 15는 도 12에 따른 구조의 부분 분해 사시도이며, 도 14에 따른 구조의 조립 사시도이다.14 and 15 are partially exploded perspective views of the structure according to FIG. 12, and are assembled perspective views of the structure according to FIG. 14;
먼저 도 14를 참조하면, 모듈식 구성요소(57)가 각각의 내부 원통형 부분(54)에 대해 추가되고, 본 실시예에서 모듈식 구성요소(57)는 12개가 있다. 모듈식 구성요소(57)는 연속적으로 용접되어 도 16의 조립된 구조체(50)를 형성한다. 일단의 모듈식 구성요소는 그 "U"자형 요소의 크레스트(63)에 추가되는 터미널 원형 플레이트에 결합하기 위한 크레스트(63)를 갖는다는 것이 명백하다. 안정적이고 견고한 구조체(50)는 필터 섹텨의 신속한 교체를 허용할 수 있다.Referring first to FIG. 14 , a
여과 장치filtering device
도 16은 액체(2)를 여과하기 위한 회전 디스크 여과 장치(8)의 제1 예의 사시도이다. 이하의 설명에서, 여과될 액체(2)는 단순화를 위해 폐수라고 한다. 회전 디스크 여과 장치(8)는 액체(2)를 농축하는데 사용될 수 있다.16 is a perspective view of a first example of a rotating
도 16을 참조하면, 회전 디스크 여과 장치(8)(이하, "회전 디스크 필터" 또는 간단히 "필터"라고도 함)는 선반(70)에 있는 컨테이너(5)(또는 "용기") 내에 배치된다. 공기 공급기(6)는 용기(5)의 하부에 배치된다. 처리될 폐수(2)의 수위(L)은 필터(8)의 많은 부분을 덮는다.Referring to FIG. 16 , a rotating disk filtration device 8 (hereinafter also referred to as a “rotating disk filter” or simply “filter”) is placed within a container 5 (or “container”) on a
필터(8)는 프레임(73) 내부에 회전 가능하게 위치된 구조체(50)를 포함하고, 그 성질은 이하의 설명으로부터 더 명확해질 것이다. 보다 정확하게는, 선반(70)에 놓이는 것은 이 프레임(73)이다. 선반을 사용할 필요가 없다. 예를 들어, 프레임(73)에는 용기(5)의 바닥에 놓이는 다리(미도시)가 마련되거나 프레임이 용기(5)의 벽(들)에 고정될 수 있다. 금속으로 구성된 해치(hatches)를 갖는 덮개(cover, 74)는 프레임(73)에 의해 지지된다. 여과 장치(8)에는 여과된 물 공급 시스템(75)이 마련된다.The
제1 화살표(F)는 여과 장치(8) 내부의 구조체(50)의 회전 방향을 나타낸다. 제2 화살표(U) 세트는 여과 장치(8)의 일측(또는 "단부")로부터 여과된 물(4)이 유출되는 것을 개략적으로 나타낸다.The first arrow F indicates the direction of rotation of the
도 17은 여과 장치(8)의 구조체(50) 및 그 역세척 장치의 상부 부분 단면의 개략적인 측면도이다.17 is a schematic side view in cross-section of the upper part of the
도 17을 참조하면, 여과 장치(8)의 반대츠에서 여과된 물(4)과 유사한 유출이 있다. 여과 장치(8)의 양측으로부터의 유출(U)은 플랜지(77)에 연결된 튜브(76)로 이송된다. 대안적으로, 여과 장치(8)는 단일 배출구(U)로 구현될 수 있다.Referring to FIG. 17 , there is an outflow similar to filtered
도 18은 구조체(50)의 일부를 보다 상세히 도시한다.18 shows a portion of
도 17 및 도 18을 참조하면, 두 개의 원형 엔드 플레이트(53)에 의해 형성된 구조체(50)는 기어 모터(47) 및 트랜스미션의 배열(81)에 의해 축(x)을 중심으로 회전 가능한 외부 지지체(79, 80)에 장착된다. 외부 지지체(79, 80)는 여과된 물을 위한 두 개의 대향 유출구(U)를 생성하기 위해 원형 엔드 플레이트(53)의 중앙에 배치된 개구(87)에 위치한다. 분명히, 단일 배출구(U)의 경우, 단일 엔드 플레이트 상의 단일 개구(87)로 충분하다. 단순화를 위해, 이 실시예는 도시되지 않았다.17 and 18, the
복수의 디스크(31)는 두 개의 원형 엔드 플레이트(53)에 동축으로 고정된다. 디스크(31)는 평면도에서 내부 반경(r) 및 외부 반경(R)을 갖는 원형 링의 형상을 갖는다.A plurality of disks (31) are coaxially fixed to the two circular end plates (53). The
각각의 디스크(12)는 내부 반경(r) 및 외부 반경(R) 사이에 서로 마주하며 내부 디스크 격실(84)을 한정하는 다수의 필터 섹터(9)를 가지며, 내부 디스크 격실(84)은 원형 슬리브(52)에 의해 외부 반경(R)에서 주변으로 폐쇄되고, 하나의 디스크를 다른 디스크로부터 분리하는 원통형 부분(54)에 의해 형성된 공통 내부 공간(35)을 향해 내부 반경(r)에서 개방된다.Each
각 필터 섹터(9)는 지지 프레임 상에 2 내지 40 ㎛ 범우의 기공 또는 개구를 갖는 직물, 메쉬, 또는 기판 또는 여과 재료를 포함한다. 제조 공차를 포함하여, 기공의 크기는 2 ± 1 ㎛, 4 ± 1 ㎛, 6 ± 1 ㎛, 8 ± 1 ㎛, 10 ± 1 ㎛, 12 ± 1 ㎛, 14 ± 1 ㎛, 16 ± 1 ㎛, 18 ± 1 ㎛, 20 ± 1 ㎛, 22 ± 1 ㎛, 24 ± 1 ㎛, 26 ± 1 ㎛, 28 ± 1 ㎛, 30 ± 1 ㎛, 32 ± 1 ㎛, 34 ± 1 ㎛, 36 ± 1 ㎛, 38 ± 1 ㎛, or 40 ± 1 ㎛이다.Each
다양한 기공 크기를 갖는 필터 섹터(9)를 사용하여 여과 장치에 대한 시험을 수행하였다. 그 결과, 플럭스 및 여과액 품질(TSS로 표시)은 이하의 표 2에 도시되어 있다.A test was conducted on a filtration device using filter sectors (9) with various pore sizes. The resulting flux and filtrate qualities (expressed as TSS) are shown in Table 2 below.
직물 또는 여과 재료는 폴리에스테르, 폴리에틸렌, PTFE, 스테인리스 강, 나일론을 포함하는 그룹으로부터 선택된다.The fabric or filtration material is selected from the group comprising polyester, polyethylene, PTFE, stainless steel, and nylon.
도 17에서, 화살표(ar)는 여과될 액체(2)를 나타내며, 용기 내 액체(2)의 수위는 L로 식별된다.In Fig. 17, an arrow ar indicates the liquid 2 to be filtered, and the level of the liquid 2 in the container is identified as L.
기포(7)는 공기 공급기(6)으로부터 공급된다(도 16). 기포(7)는 매크로 버블, 마이크로 버블, 또는 나노 버블일 수 있다. 여과될 액체(2)는 폐수 이외의 것일 수 있다는 점을 유의해야 한다. 기포(7)의 공급은 필터(8) 외부에서 난류 운동을 생성한다. 이 운동은 필터 섹터(9)의 외부 표면에 형성되는 슬러지층(14)(도 1)의 두께, 및 필터(8)에 의해 달성될 있는 흐름 속도를 안정화시키는데 도움이 될 수 있다. 여과된 물(4)은 튜브(76)에서 상승할 수 있는 수위(Lf)를 갖는다.
여과된 물을 공급하기 위한 공급 시스템(75)은 개구(87)를 통해 필터(8)의 내부와 연통하는 저장소(78)를 포함한다. 저장소(78)에서 여과된 물의 수위(Lf)는 디스크(31) 내부의 여과수의 수위과 동일하다는 것을 이해해야 한다. 이는 개구(87)에서 중력에 의해 흐르는 여과된 물의 유출로 인해, 흐름 속도에 비해 크고 사실상 비어있는 외부 여과액 배출 튜브의 하부 가장자리가 여과된 물의 수위(Lf)를 결정하고 동시에 동일한 내부 수위를 결정한다. 필터가 용기(5)에 침지될 때, 여과된 물의 수위(Lf)는 필터의 면적에 따른 양만큼 물의 수위(L)보다 낮다.The
이 수위의 차이로 인해 물이 필터 내부에서 외부로 이동한다. 여과 장치를 용기에 담그면 실질적으로 용기 내부에 유압 차압(hydraulic differential-pressure)이 발생하여 물이 여과막을 통과하게된다. This water level difference causes water to move from the inside of the filter to the outside. When the filtration device is immersed in the vessel, a hydraulic differential-pressure is actually generated inside the vessel, forcing water through the filtration membrane.
일반적으로, 여과될 액체 2는 1 g/L 내지 40 g/L 또는 심지어 50 g/L TSS의 농도를 가진 부유 고형물을 포함한다.Typically, the
용기(5)에서 여과될 액체(2)의 수위(L)과 회전 필터 내부의 여과된 액체(4)의 수위(Lf) 사이의 거리가 0 내지 0.4m이므로 회전 필터 내부에서 동일한 간격으로 감압이 발생한다. 여과막에 침착된 층은 0 ~ 0.06m의 두께로 형성된다.Since the distance between the level (L) of the liquid (2) to be filtered in the vessel (5) and the level (Lf) of the liquid (4) filtered inside the rotary filter is 0 to 0.4 m, the pressure inside the rotary filter is reduced at equal intervals. Occurs. The layer deposited on the filtration membrane is formed to a thickness of 0 to 0.06 m.
여과된 액체(4)의 플럭스는 0 내지 5000 L/(m2h)이고, 여과된 액체(4)에서 부유 고형물 함량은 0 내지 10 mg/L이다.The flux of the filtered liquid (4) is 0 to 5000 L/(m 2 h), and the suspended solids content in the filtered liquid (4) is 0 to 10 mg/L.
디스크의 회전 속도는 0 내지 1.047 rad/s(10 rpm)이다.The rotation speed of the disk is 0 to 1.047 rad/s (10 rpm).
디스크(31)의 개수는 1 내지 40 사이의 간격으로 선택되고, 그 외경은 0.5m내지 4m 사이의 범위에서 선택된다.The number of
도 19 및 20은 세척 작업을 위해 여과된 물을 공급하기 위한 공급 시스템(75)을 도시한다. 도 16은 설명의 명확성을 위해 일부분이 제거된 회전 디스크 필터의 사시도이다.19 and 20 show a
도 19 및 20을 참조하면, 공급 시스템(75)은 저장소(78)에 침지된 펌프(48)를 포함하며 그 하단은 여과된 물(4)의 수위(Lf) 보다 아래에 있다.Referring to Figures 19 and 20, the
여과된 물(4)을 공급하기 위한 공급 시스템(75)은 펌프(48) 뿐만 아니라 작동을 위한 일련의 기구, 즉 압력 게이지(89), 압력 스위치(90), 역세척 장치(93) 및 이후에 설명되는 세척 장치의 종방향 공급 튜브(97)로 이어지는 튜브(92)의 횡방향 길이에 마련된 카트리지 필터(91)를 포함한다.The
역세척 장치는 제1 "L"자형 커넥터(95)를 포함하며, 이는 제2 "L"자형 커넥터(96)로 이어지고, 이는 다시 공통 내부 공간(35)을 통과하여 역세척 연결 튜브(97)로 이어지며 제2 "L"자형 커넥터(96) 상의 지지체(98)에 대해 진동 가능하게 장착된다. 지지체(98)는 원형 엔드 플레이트(53) 근처에서 여과 장치(8)의 반대쪽 단부에 있다. 연결 튜브(97)는 여과 장치(8)의 구조(650)의 축(x)과 동축이다(도 17). 원형 엔드 플레이트(53)는 임의의 필터 섹터 없이 도시되어 있다.The backwash device includes a first "L" connector (95), which leads to a second "L" connector (96), which in turn passes through a common interior space (35) to a backwash connecting tube (97). and vibrably mounted against the
복수의 스프레이 튜브(99)는 역세척 연결 튜브(97)로부터 직각으로 분기되고, 내부 디스크 격실(84) 내부로 연장된다. 선택적 진동 장치가 연결 튜브(97) 근처의 제2 "L"자형 커넥터(96) 상의 각각의 원형 엔드 플레이트(53)에 마련되어, 역세척 연결 튜브(97)을 회전시키고, 축(x)과 동축인 지지체(98)에 대해 스프레이 튜브(99)를 회전시킬 수 있다. 전술한 역세척 장치(93)의 배열은 도 17의 사시도에서 더 명확하게 도시되어 있다. 도 17에서, 각각의 스프레이 튜브(99)(도 19)는 필터 섹터(도 20에 미도시)를 향하는 복수의 대향 노즐(15)(도 1)를 갖즌다는 것을 더 명확하게 알 수 있다.A plurality of spray tubes (99) branch at right angles from the backwash connecting tubes (97) and extend into the inner disc compartment (84). An optional vibration device is provided on each round end plate (53) on the second "L" shaped connector (96) near the connecting tube (97) to rotate the backwash connecting tube (97) and coaxially with the axis (x). The
도 21 및 22는 각각 제1 및 제2 위치에 있는 역세척 장치(93)를 도시하는 회전 디스크 필터의 좌측 단부도이다. 역세척 연결 튜브(97)를 진동시키기 위한 장치(101)는 선택적으로 공통 내부 공간(35)과 연종하는 개구(87)에 마련된다.21 and 22 are left end views of the rotary disk filter showing the
진동 장치(101)는 개구(87)의 외부 표면상에 고정된 방식으로 장착된 링 기어(ring gear, 102)를 포함한다. 링 기어(102)는 역세척 연결 튜브(97) rms처의 역세척 장치에 회전 가능하게 장착된 편심 피니언(eccentric pinion, 103)과 맞물린다. 필터(8)의 구조체(50)의 반 시계 방향으로의 회전은 편심 피니언(103)을 반대 방향으로 회전 시켜, 역세척 연결 튜브(97)가 도 21 및 22에 도시된 두 위치로 지지체(98) 주위로 진동 운동을 하게 함을 이해해야 한다. 이는 톱니형 캡(toothed cam) 및 편심 캠 팔로워(eccentric cam follower)에 의해 생성되는 움직임이다.The
이러한 진동 운동의 결과로, 스프레이 튜브(99)의 노즐(15)로부터 여과된 물의 제트는 동일한 지점에서 필터 섹터(9)를 타격하지 않지만, 이들 섹터의 실질적인 전체 표면에 걸쳐 역세척 효과를 제공한다. 이를 달성하기 위해, 피니언과 링 기어의 잇수는 이들 사이에 소수가 있는 방식으로 선택된다(즉, 공통 인자가 없음). 따라서, 노즐은 동일한 지점을 통과하지 않으므로, 필터 섹터의 멤브레인에 줄무늬가 생기는 것을 피하거나 방지할 수 있다.As a result of this oscillating motion, the jet of filtered water from the
도 23을 참조하면, 역세척 장치의 변형이 도시되어 있다.Referring to Figure 23, a variation of the backwash device is shown.
역세척 장치의 변형은 캠 및 캠 팔로워 진동 장치(101')로 인해 전술된 역세척 장치와 상이하다. 이 변형에서, 캠은 로브형 캠(lobed cam, 102')이며, 캠 팔로워는 로브형 캠(102')을 따라가면서 역세척 연결 튜브(97)의 동일한 진동을 야기하는 롤러(roller, 103')이다. 이 변형에서, 로브형 캠(102')은 개구(87)에 고정된 방식으로 장착되고, 롤러 캠 팔로워(103')는 역세척 연결 튜브(97) 근처의 역세척 장치(93)에 회전 가능하게 장착된다.The variant of the backwash device is different from the backwash device described above due to the cam and cam follower oscillating device 101'. In this variant, the cam is a lobed cam 102' and the cam follower is a roller 103' that follows the lobed cam 102' and causes the same vibration of the
도 24는 외부 디스크 세척 장치를 도시하는 회전 디스크 필터의 좌측 단부도이다. 도 25는 디스크 세척 장치의 스프레이 튜브의 사시도이다.24 is a left end view of the rotating disc filter showing the external disc cleaning device. 25 is a perspective view of the spray tube of the disk cleaning device.
도 19, 21 및 22를 참조하면, 여과된 물(4)을 공급하기 위한 공급 시스템(75)은 제1 "L"자형 커넥터(95)의 하류에서 분기된 연장부(extension, 94)를 갖는다. 연장부(94)는 아래로 향하는 접선 워터 제트와 함께 필터 섹터(9)에 외부적으로 작용하도록, 축(x)와 평행한 필터(8)의 구조체(50) 외부에 장착된 세척 연결 튜브(106), 및 세척 연결 튜브(106)에 결합되고 및 하나의 디스크(31)와 구조체(50)의 다른 하나 사이에 적어도 개별적으로 연장된 복수의 스프레이 튜브(18)를 포함한다. 세척은 역세척보다 우선적이다. 그 결과, 필터 섹터의 외부면에 부착된 슬러지층이 필터 섹터에 수직으로 매우 낮은 압력을 가하면서 디스크의 회전으로 인해 여과될 물에서 나오는 즉시 제거된다. 이는 후속 역세척의 효과를 상당히 증가시킬 수 있으며, 이는 필터 섹터를 막을 수 있는 불순물로부터 필터 섹터의 기공을 제거할 목적을 가지고 있다. 접선 세척 및 역세척은 배출 저장소 중 하나에서 펌프로 끌어온 여과수를 사용하거나 사용할 수 있다. Referring to Figures 19, 21 and 22, the
기포의 공급에 의해 필터 섹터의 외부 및 바로 근처에서 난류 운동이 생성된다. 이러한 운동은 필터 섹터의 외부 표면에 형성되는 슬러지층의 두께와 이러한 유형의 농축 필터에 의해 달성될 수있는 유량을 안정화하는 데 도움이 될 수 있다. 또한 유체 역학적 여과를 통해 여과된 물의 품질을 보장할 수 있다. 디스크의 회전 운동은 농축된 슬러지의 수압/원심 추력을 용기 내부로 생성한다. The supply of air bubbles creates turbulent motion outside and in the immediate vicinity of the filter sector. This movement can help stabilize the thickness of the sludge layer that forms on the outer surface of the filter sector and the flow rate that can be achieved with this type of thickening filter. In addition, the quality of filtered water can be guaranteed through hydrodynamic filtration. The rotational motion of the disc creates a hydraulic/centrifugal thrust of the thickened sludge into the vessel.
여과 장치filtering device
도 26은 액체(2)를 여과하기 위한 회전 디스크 여과 장치(8)의 제2 예의 사시도이다. 제2 회전 디스크 필터(8)는 4개의 디스크(31)가 있다는 점을 제외하고는 회전 디스크 필터(8)의 제1 예와 유사하다. 도 27은 디스크 구조체(50)의 부분 사시도이다. 도 28은 용기에 침지된 여과 장치의 종단면이다.26 is a perspective view of a second example of a rotating
도 26 내지 28을 참조하면, 필터 구조체(50)는 제1 및 제2 엔드 디스크(310, 311)를 포함하는 복수의 디스크(31)를 포함한다. 디스크(31)는 내부 반경(r) 및 외부 반경(R)을 갖는 원형 링의 형태를 갖는다. 디스크 개수는 1 내지 40 개, 직경은 0.5m 내지 4m이다. 디스크 개수가 1 개이면 드럼 머신(drum machine)이라고 할 수 있다. Referring to FIGS. 26 to 28 , the
엔드 디스크(310, 311)는 원형 엔드 플레이트(51)를 포함하고, 반경 방향으로 배열된 지지부(108)로 보강되어 플랜지 개구(109)에 합류(즉, "합체")된다. 각각의 디스크(31)는 내부 반경(r)과 외부 반경(R) 사이에서 서로 마주하고 내부 디스크 격실(84)을 한정하는 다수의 필터 섹터(9)를 갖는다.The
내부 디스크 격실(84)은 원통형 슬리브(52)에 의해 외부 반경(R)에서 주변으로 폐쇄되고, 하나의 디스크를 다른 디스크로부터 분리하는 원통형 부분(54)(도 19)에 의해 형성된 공통 내부 공간(35)을 향해 내부 반경(r)에서 개방된다.The
도 29는 엔드 디스크(31)의 일부를 확대한 개략적 상세도이다.29 is an enlarged schematic detail view of a portion of the
도 29를 참조하면, 메쉬 또는 기판 또는 다른 여과 재료로 만들어진 여과 재료(114)는 사다리꼴 프레임(trapezoidal frame, 116)에 수용되고 유지되는 에지(115)의 주변부에서 더 두껍다. 디스크(31)의 외부를 향하는 여과 재료(114)의 측면 뿐 아니라, 다른 디스크의 동일한 측면에도 두께가 0 내지 0.06 m인 직물 또는 여과 재료 상에 증착되는 케이크 또는 층(14)이 형성된다. 일반적으로 폭이 0.007m인 디스크에서 필터 섹터(9)를 유지하는 사다리꼴 프레임(116)은 여과에 가담하는 두꺼운 층 또는 케이크의 증착을 허용하여 그 효과를 증가시킨다. 또한 케이크 두께는 여과 장치(8)의 출력 플럭스에 영향을 미치는 요소 중 하나이다. 가장자리의 독특한 수렴 모양은 케이크가 디스크 회전 및 중력 당김의 효과에 대항하여 제자리에 머무를 수 있게한다. 케이크의 두께는 유출 흐름과 용기(5)에서 여과될 물의 수위를 측정하고 내부의 매크로 버블, 마이크로 버블 및 나노 버블를 사용하여 에어레이션의 강도를 결정하는 제어 유닛에 의해 제어된다.Referring to FIG. 29 , the
원형 엔드 플레이트(51)는 외부 지지체(79, 80)(도 28)에 장착되고, x 축을 따라 기기의 반대쪽 단부에서만 개략적으로 표현된 2 개의 기어 박스(119) 및 동력 전달 샤프트(120) 그룹에 의해 우선적으로 x축을 중심으로 회전될 수 있다. 필터 구조체(50)의 회전 부하를 공유하고 보다 균형잡힌 회전을 얻기 위해 다수의 두 그룹이 제공된다.A
도 30은 외부 지지체(79)의 확대도이다.30 is an enlarged view of the
도 30을 참조하면, 외부 지지부(79)(및, 마찬가지로 다른 외부 지지체(80))는 제 1 플랜지(122)에 의해 자체 원형 엔드 플레이트(51)의 플랜지 개구(159)에 연결된 관형 조인트(tubular joint)로서 유출 어퍼쳐(121)를 지지한다. 외부 지지체(79)는 우선적으로 여과 장치의 프레임에 결합된 제 2 플랜지(125)에 용접되는 부싱-베어링 슬리브(bushing-bearing sleeve, 124)에 슬라이딩 마찰부(sliding friction) 또는 부싱(bushing, 123)을 갖는다. 부싱(123)은 내부적으로 유출 어퍼쳐(121) 옆에 있고 각 단부에 근위 래버린스 밀봉부(proximal labyrinth seal, 126) 및 원위 래버린스 밀봉부 (distal labyrinth seal, 127)을 갖는다. 래버린스 밀봉부는 유출 어퍼쳐(121) 및 부싱-베어링 슬리브(124)에 동축이다. Referring to FIG. 30 , an external support 79 (and, likewise, another external support 80 ) is connected by a
도 31 및 32는 명확성을 위해 일부 부분이 생략된 외부 지지체(79)의 분해 조립 사시도이다. 31 and 32 are exploded and assembled perspective views of the
유출 어퍼쳐(121)는 탭(129)에 의해 호스트되는 근위 세그먼트(128), 근위 래버린스 밀봉부(126), 부싱(123)에 외부적으로 인접한 내부 세그먼트(130), 및 기어(133)가 동력 전달 샤프트(120)(도 30)의 일부에 장착되는 별도의 세그먼트(132)에 삽입되는 연결 세그먼트(131)로 분할된다. 연결 세그먼트(131) 및 별도의 세그먼트(132)는 대응하는 구멍(134, 135)에서 나사 결합(138)에 의해 견고하게 연결된다. 별도의 세그먼트(132)상에는 원위 세그먼트(136)가 존재하는데, 이는 탭(137)에 의해 원위 래버린스 밀봉부(127)를 수용하는 것을 의미한다. 외부 슬리브(124)에는 채널(140)에 의해 원위 및 근위 래버린스 밀봉부(126, 127)의 내부 공간에 연결되고 유출 구멍(121)에 의해 한정된 부싱의 내부 부분에 연결된 그리스 노즐(139)이 제공된다. 유출 구멍(121)에는 부싱(123) 및 래버린스 밀봉부(126, 127)를 막기 위해 상세하게 설명되지 않은 하드 스톱(hard stops)이 제공된다.
도 33은 래버린스 밀봉부의 내부 요소의 사시도이다. 도 34는 도 33에 도시된 래버린스 밀봉부의 내부 요소의 단면도이다. 도 35는 A-A 라인에 따른 래버린스 밀봉부의 내부 요소의 단면이고, 도 36은 단면의 확대도이다. 도 37은 래버린스 밀봉부의 외부 요소의 사시도이다. 도 38은 도 37에 도시된 래버린스 밀봉부의 외부 요소의 단면도이다. 도 39는 B-B 라인에 따른 래버린스 밀봉부의 외부 요소의 단면도이고, 도 40은 단면의 확대도이다.33 is a perspective view of the internal elements of a labyrinth seal; 34 is a cross-sectional view of an internal element of the labyrinth seal shown in FIG. 33; Fig. 35 is a cross section of an internal element of a labyrinth seal along line A-A, and Fig. 36 is an enlarged view of the cross section. 37 is a perspective view of an external element of a labyrinth seal; 38 is a cross-sectional view of an outer element of the labyrinth seal shown in FIG. 37; Fig. 39 is a cross-sectional view of the external element of the labyrinth seal along line B-B, and Fig. 40 is an enlarged view of the cross-section.
도 33 내지 40을 참조하면, 래버린스 밀봉부(126, 127)는 동축 홈이 있는 요소로 구성된다. 각 래버린스 밀봉부는 외부 홈이 있는 내부 링(141)과 내부 홈이 있는 외부 링(142)로 구성된다. 내부 링(141)과 외부 링(142)은 서로 동축이며, 링 사이에 내부 공간을 한정하기 위해 결합된다. 내부 링(141)은 홈(143)에 의해 유지되는 탭(129, 138)을 사용하여 유출 어퍼쳐(121) 및 별도의 세그먼트(132)에 견고하게 연결된다. 외부 링(142)은 외부 링(142) 및 부싱-베어링 슬리브(124)에 각각 제작된 대응하는 구멍(144)에 삽입된 결합 수단에 의해 부싱-베어링 슬리브(124)에 견고하게 연결된다.Referring to Figures 33 to 40, the labyrinth seals 126 and 127 are composed of coaxial grooved elements. Each labyrinth seal consists of an outer grooved
도 36 및 40은 최적의 밀봉을 보장하기 위해 홈이 있는 프로파일에 대해 선호되는 크기를 도시한다. 내부 및 외부 링(141, 142)은 낮은 마찰 및 긴 수명 특성을 위해 바람직하게 테프론(Teflon, RTM)으로 제조된다. 재료의 탄성으로 인해 외부 링(142)이 절단되어 내부 링(141)에 장착될 수 있으며, 최종적으로 이렇게 형성된 래버린스 밀봉부 그룹이 지지체(79)와 지지체(80)모두에 장착된다.36 and 40 show preferred sizes for fluted profiles to ensure optimal sealing. The inner and
다시 도 28을 참조하면, 필터 구조체(50)의 공통 내부 공간(35)은 두 개의 분리된 영역에서 수압적으로 분할하는 벽(145)에 의해 분할된다. 이러한 내부 공간의 분할로 인해 필터 섹터의 기기적 고장이 발생하는 경우 파열된 필터 섹터가 있는 디스크를 포함하는 부분을 분리하여 기기가 계속 작동하게 할 수 있다. 이를 위해, 두 개의 부품 각각에는 여과된 액체(4)의 탁도를 확인하기 위한 각각의 탁도 센서(146)(도 26)와 여과된 액체(4)를 차단하는 전동 밸브(motorised valves, 147)가 제공된다. 전동 밸브(147)는 여과된 액체 유출 파이프(148) 상에 위치된다. 각각의 유출 파이프(148)는 여과된 액체 탱크(149)와 상류에 연결된다.Referring again to FIG. 28 , the common
필터 구조체(50)의 공통 내부 공간(35)은 필터 섹터의 기기적 고장의 경우에 더 나은 성능을 얻기 위해 두 개 이상의 부분으로 분할될 수 있음을 이해해야한다. 여과될 액체(2)는 1 g/L 내지 50 g/L의 농도를 가진 부유 고형물을 포함한다.It should be appreciated that the common
용기에서 여과될 액체(2)의 수위(L)과 회전 필터 내부의 여과된 액체(4)의 수위(Lf) 사이의 거리는 0 내지 3m이므로, 회전 필터 내부에서 동일한 간격으로 감압이 발생한다. 여과막에 침착된 층은 전술한 바와 같이 0에서 0.06 m 사이의 두께로 형성된다. 여과된 액체(4)의 플럭스는 0 내지 5000 L/(m2h) 사이이다. 디스크의 회전 속도는 0 내지 1.047 rad/s (10 rpm)이다.Since the distance between the level L of the liquid 2 to be filtered in the container and the level Lf of the liquid 4 filtered inside the rotary filter is 0 to 3 m, pressure reduction occurs at equal intervals inside the rotary filter. The layer deposited on the filtration membrane is formed to a thickness between 0 and 0.06 m as described above. The flux of the filtered
전술한 바와 같이, 공기 공급기(6)로 매크로 버블, 마이크로 버블 또는 나노 버블과 같은 공기를 공급하는 것은 필터 구조체(50) 외부에서 난류 운동을 생성하는 것을 돕는다. 이러한 운동은 필터 섹터(9)의 외부 표면에 형성된 슬러지층(14)의 두께 및 필터 구조체(50)에 의해 달성될 수 있는 유량을 안정화시키는 것을 도울 수있다.As described above, supplying air such as macro bubbles, micro bubbles or nano bubbles to the
여과 장치(8)의 양단에는 유출구(121)(도 30)를 통해 필터 구조체(50)의 내부와 연통하는 저장소(149)에 포함된 여과된 물(4)을 공급하기 위한 공급 시스템(75)이 마련된다. 저장소(149) 내의 여과된 물의 수위(Lf)은 필터 구조체(50) 내의 여과된 물의 수위와 동일하다는 것을 이해해야 한다. 필터가 용기(5)에 침지 될 때, 여과된 물의 수위(Lf)은 필터 구조체(50)의 면적에 따른 양만큼 여과될 물의 수위(L)보다 낮다. 여과 장치가 용기에 침지될 때 실질적으로 용기 내부에 유압 차압이 발생하여 물이 필터 섹터(9)를 통과하게 된다.At both ends of the
도 26 및 28은 또한 세척 작업을 위해 여과된 물을 공급하기 위한 공급 시스템 (75)을 도시한다. 공급 시스템(75)은 저장소(149)에 침지된 펌프(150)를 포함하며 그 하단은 여과된 물(4)의 수위(Lf) 보다 아래에 있다. 여과된 물(4)을 공급하기 위한 공급 시스템(75)은 펌프(150)뿐만 아니라 카트리지 필터를 포함하는 그 작동을 위한 일련의기구를 포함함을 알 수 있다. 이들 기구는 역세척 장치(152)로 이어지는 튜브(151)의 횡방향 길이에 마련된다(도 41). 세척 장치(105)에는 또한 용기(V) 내부에서 여과될 액체의 수위(L) 위의 디스크 외부에 위치된 노즐(153)(도 28)이 마련된다.26 and 28 also show a
도 41을 참조하면, 역세척 장치(152)는 필터 구조체(50)의 공통 내부 공간(35)의 각 부분에 대해 별도의 튜브(154)를 포함한다.Referring to FIG. 41 , the
복수의 스프레이 튜브(155)는 역세척 연결 튜브(154)로부터 직각으로 분기되고 내부 디스크 격실(84) 내부로 연장된다. 각각의 스프레이 튜브(155)는 여과될 물 또는 액체의 수위(L) 보다 위에 위치하고 필터 섹터(9)를 향하는 복수의 대향 노즐(156)을 갖는다. 필요한 경우 디스크의 외부 세척을 활성화 할 수 있다. 그 결과 필터 섹터의 외부면에 부착된 슬러지층이 필터 섹터에 수직으로 매우 낮은 압력을 가하면서 디스크의 회전으로 인해 여과될 물에서 나오는 즉시 제거된다. 이는 필터 섹터(9)의 기공 또는 구멍을 막을 수있는 불순물로부터 분리하는 유일한 목적을 갖는 후속 역세척의 효과를 상당히 증가시킨다. 접선 세척 및 역세척은 배출 저장소 중 하나에서 펌프로 끌어온 여과된 물을 사용한다. A plurality of
여과될 액체에 따라 필터 섹터(9)의 여과 재료(114) 상에 증착된 층을 유지하는 것이 유리할 수 있다. 여과 재료(114)가 필터 섹터(9)의 프레임(116)에서 디스크의 내부 공간을 향해 오목하게 되지 않도록 하는 것이 중요하다. 이 문제를 해결하기 위해 천의 세탁과 디스크의 내부 공간(83)에 생성된 압력이 낮아지면서 축적된 여과액의 유출로 인해, 각 디스크의 내부 공간(83)을 기기 외부의 대기와 연결하는 압력 보상 튜브(pressure-compensating tube, 157)가 마련된다. 구부러진 내부 단부(bent internal end, 158)를 갖는 압력 보상 튜브(157)는 유출 어퍼쳐(21) 부근에서 약간의 경사진, 바람직하게는 수평선에 대해 3° 경사진 길이(159)를 가지며 이는 배수를 도울 수 있다. 외부 환경과의 이러한 연결은 내부 압력을 증가시키고 필터 섹터의 여과 재료(114)의 오목함을 감소시켜 성능을 저하시키고 여과 재료(114) 자체의 기기적 고장을 야기 할 수있다.Depending on the liquid to be filtered it may be advantageous to retain a layer deposited on the
대기압이 필터 섹터를 통과하는 여과 액의 흐름에 의해 결정된 오목함을 상쇄하기에 충분하지 않은 경우, 압력 보상 튜브(157)는 예를 들어 대기압보다 큰 압력인 필터 섹터의 여과 재료(114)의 내부 표면에 근접하여 국부적으로 획득하기 위해 펌프에 연결된다.If the atmospheric pressure is not sufficient to counteract the concavity determined by the flow of filtrate through the filter sector, the
위의 설명에서는 필터 디스크 기기를 언급했지만 디스크 수가 1개인 경우 드럼으로 구현할 수 있다. 폐수 처리를 위한 것이지만, 다른 액체도 처리될 수 있으며, 세척 및 역세척은 여과된 액체로 수행되어야한다는 것을 이해해야 한다.Although the above description mentions a filter disk machine, it can be implemented as a drum when the number of disks is 1. Although intended for wastewater treatment, it should be understood that other liquids may also be treated, and washing and backwashing should be performed with the filtered liquid.
여과 장치의 실시예는 또한 증점제 역할을 할 수 있다. 액체와 고체 또는 반고체 물질의 혼합물을 포함하는 용기에서 여과된 액체를 추출함으로써 용기에서 이러한 물질의 농도를 증가시키는 효과도 얻을 수 있다.Embodiments of the filtration device may also serve as thickeners. By extracting the filtered liquid from a container containing a mixture of liquid and solid or semi-solid substances, the effect of increasing the concentration of these substances in the container can also be obtained.
액체의 수위 조절liquid level control
전술한 바와 같이, 플럭스 및 여과액 품질은 여과될 및 여과된 액체(2, 4)의 수위(L, Lf)를 변경하여 조정할 수 있다. 수위는 서로 독립적으로 변경할 수 있다.As mentioned above, the flux and filtrate quality can be adjusted by changing the water levels (L, Lf) of the liquids to be filtered and filtered (2, 4). The water level can be changed independently of each other.
도 9, 17 및 18과 도 43 ~ 47을 참조하면, 여과될 액체의 수위(L)은 필터 요소(9)(도 9)의 내부 반경 부분 또는 원통형 부분(54)(도 17)의 상부에 해당하는 최대 수위(Lmax) 이상으로 증가하지 않아야 하는데 그 이유는 필터 요소(9)를 적절하게 세척하는 역세척 장치 (93)(도 20)의 능력을 방해할 수 있기 때문이다. Referring to FIGS. 9, 17 and 18 and FIGS. 43 to 47, the level L of the liquid to be filtered is at the top of the inner radial portion or cylindrical portion 54 (FIG. 17) of the filter element 9 (FIG. 9). It should not be increased above the corresponding maximum water level (Lmax), as this may interfere with the ability of the backwash device 93 (FIG. 20) to adequately clean the
여과액 수위(Lf)은 다양한 배열을 사용하여 최소 수위(Lfmin)과 최대 수위 (Lfmax)사이에 있도록 제어할 수 있다. 도 18을 참조하면, 파이프(76)의 바닥은 수위(Lf)을 제어하는데 사용될 수 있는 보(weir) 역할을 할 수 있다. 특히 도 43을 참조하면, 제1 변형 배열에서 여과액 수위(Lf)은 저장소(78)의 내부 보(161) (또는 "벽(wall)")를 사용하여 제어될 수 있다. 보를 가로 지르는 여과액 수위(Lf)은 높은 유속에서 약간 증가한다.The filtrate level (Lf) can be controlled to be between a minimum level (Lfmin) and a maximum level (Lfmax) using various arrangements. Referring to FIG. 18 , the bottom of the
특히 도 44를 참조하면, 제2 변형 배열에서, 여과액 수위(Lf)은 비례 유량 밸브의 형태일 수있는 밸브(147)를 사용하여 제어될 수 있다. 여과액의 수위는 그 후 저장소(78)로부터 여과액을 원하는 수준으로 펌핑하는 펌프를 사용하여 제어될 수 있다.Referring specifically to FIG. 44 , in a second variant arrangement, the filtrate level Lf may be controlled using a
특히 도 45를 참조하면, 제3 변형 배열에서, 여과액 수위(Lf)은 흡입 펌프(164)에 의존하는 흡입 튜브(162)를 사용하여 제어될 수 있다. 여과액 수위 (Lf)은 수위 센서(163)를 사용하여 감지될 수 있다.Referring specifically to FIG. 45 , in a third variant arrangement, the filtrate level (Lf) can be controlled using a suction tube (162) which relies on a suction pump (164). The filtrate level (Lf) may be sensed using a level sensor (163).
특히 도 46을 참조하면, 제4 변형 배열에서, 여과액 수위(Lf)은 튜브(165)를 통해 여과액을 더 높은 수위로 펌핑하는 잠수정 펌프(submersible pump, 164)를 사용하여 제어될 수있다. 수위 센서(미도시)가 사용될 수 있다.Referring specifically to FIG. 46 , in a fourth variant arrangement, the filtrate level Lf may be controlled using a
특히 도 47을 참조하면, 제5 변형 배열에서 여과액 수위(Lf)은 흡입 펌프(164)에 의존하는 계단식 흡입 튜브 배열(166, 167, 168)을 사용하여 제어될 수 있다. 계단식 흡입 튜브 배열(166, 167, 168)은 원통형 부분(54)의 바닥 아래의 내부 격실(84) 내로 연장된다. 수위 센서(미도시)가 사용될 수 있다. 따라서, 여과 액 높이(Lf)는 여과될 액체의 수위(L)을 제어하거나 제어하지 않고, 필터 요소(9)를 가로 지르는 높이 차이(Δ)를 제어함으로써 여과 장치(8)의 성능을 개선하도록 가변적으로 조정될 수 있다.Referring specifically to FIG. 47 , in a fifth variant arrangement the filtrate level (Lf) can be controlled using a cascaded suction tube arrangement (166, 167, 168) which relies on a suction pump (164). A stepped intake tube arrangement (166, 167, 168) extends into the interior compartment (84) below the bottom of the cylindrical portion (54). A water level sensor (not shown) may be used. Thus, the filtrate height Lf may or may not control the level L of the liquid to be filtered, and control the height difference Δ across the
실험 결과Experiment result
표 3, 4, 5 및 6은 다양한 작동 조건에서 여과 장치를 사용한 결과를 보여준다.Tables 3, 4, 5 and 6 show the results of using the filtration device at various operating conditions.
표에서 A부터 K까지의 열은 다음과 같다.Columns A through K in the table are as follows:
A는 기기의 입력과 외부 사이의 압력 차이로 cmH2O로 표시된다A is the pressure difference between the input and the outside of the instrument, expressed in cmH2O
B는 기기의 배출에서의 흐름 속도이며 m3/h로 표시된다.B is the flow rate at the outlet of the machine, expressed in m 3 /h.
C는 L/m2로 표현되는 플럭스이다. 흐름 속도(B 열)를 기계의 활성 표면적(H 열)으로 나누고 입방 미터에서 리터로 변환한 것이다.C is the flux expressed in L/m 2 . Divide the flow rate (column B) by the active surface area of the machine (column H) and convert from cubic meters to liters.
D는 컨트롤러의 주파수이며 %로 표시된다. 여기서 100 %는 50Hz에서 0.66rpm이다.D is the frequency of the controller, expressed in %. Here 100% is 0.66 rpm at 50 Hz.
E는 일반 조건에서 m3/h 단위의 컨테이너에서의 공기 유속이다.E is the air flow rate in the container in m 3 /h under normal conditions.
F는 역세척 파이프의 수압(bar (= 1kPa))이다.F is the water pressure in the backwash pipe in bar (= 1 kPa).
G는 정상 조건에서 m3/h 단위의 멤브레인 생물 반응기의 공기 유속이다.G is the air flow rate of the membrane bioreactor in m 3 /h at normal conditions.
H는 여과 재료의 활성 면적, 즉 물에 침지된 여과 재료의 표면적(m2)이다. 이는 각각 직경이 1700mm인 4 개의 디스크가 회전 축까지 침지된 장치의 표면적에 해당한다.H is the active area of the filtering material, ie the surface area of the filtering material immersed in water (m 2 ). This corresponds to the surface area of the device in which four discs, each 1700 mm in diameter, are immersed up to the axis of rotation.
I는 부유 고형물이며, mg/L로 표시된다.I is suspended solids, expressed in mg/L.
J는 기기의 배출에서의 탁도(mg/L)이다.J is the turbidity (mg/L) at the outlet of the instrument.
K는 기기가 흡수하는 전력(kW)이다. K is the power absorbed by the device in kW.
수정correction
전술 한 실시 예에 대해 다양한 수정이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 수정은 필터링 기계 및 그 구성 부품의 설계, 제조 및 사용에서 이미 알려진 등가물 및 기타 특징을 포함할 수 있으며, 여기에 이미 설명된 특징 대신 또는 추가로 사용될 수 있다. 일 실시예의 특징은 다른 실시 예의 특징으로 대체되거나 보완될 수 있다.It will be appreciated that various modifications may be made to the above-described embodiments. Such modifications may include equivalents and other features already known in the design, manufacture and use of filtering machines and their component parts, and may be used in lieu of or in addition to features already described herein. Features of one embodiment may be replaced or supplemented with features of another embodiment.
전술한 설명에서 회전 디스크 필터를 폐수 처리용으로 언급했지만, 다른 액체도 처리할 수 있으며, 분명헌 것은 세척 및 역세척은 여과된 액체로 수행해야 한다.Although rotary disc filters are mentioned for waste water treatment in the foregoing description, they can also treat other liquids and, obviously, washing and backwashing must be performed with the filtered liquid.
필터는 증점제 역할을 할 수 있다. 액체와 고체 또는 반고체 물질이 혼합된 용기에서 여과된 액체를 추출하면 용기 내 이러한 물질의 농도가 증가하는 효과가 있다.The filter can act as a thickening agent. Extracting the filtered liquid from a container containing a mixture of liquid and solid or semi-solid substances has the effect of increasing the concentration of these substances in the container.
청구 범위가 본 출원에서 특징의 특정 조합에 대해 공식화되었지만, 본 발명의 개시의 범위는 또한 명시적으로 또는 묵시적으로 또는 그의 임의의 일반화, 청구항에서 현재 청구된 것과 동일한 발명에 관한 것인지 여부 및 본 발명과 동일한 기술적 문제의 일부 또는 전부를 완화하는지 여부에 개시된 임의의 신규한 특징 또는 임의의 신규한 특징의 조합을 포함한다는 것을 이해해야한다. 이로써 출원인은 본 출원 또는 그로부터 파생된 추가 출원을 기소하는 동안 이러한 특징 및/또는 그러한 특징의 조합에 대해 새로운 주장이 공식화될 수 있음을 통지한다.Although the claims are formulated for specific combinations of features in this application, the scope of the present disclosure is also, expressly or implicitly, or any generalization thereof, whether or not it relates to the same invention as presently claimed in the claims and the present invention. It should be understood that it includes any novel feature or any novel combination of features disclosed whether or not it alleviates some or all of the same technical problems. Applicants hereby give notice that new claims may be formulated with respect to these features and/or combinations of such features during the prosecution of this application or any further applications derived therefrom.
Claims (83)
제1 면(10) 및 제2 면(11)을 갖는 액체 투과성 여과 요소(liquid-permeable filtering element, 9);를 포함하되,
상기 액체 투과성 여과 요소는 적어도 부분적으로 액체에 침지되고,
상기 액체 투과성 여과 요소는 상기 액체를 통해 순환하도록 배치되어
· 제1 위치에서는, 상기 액체 투과성 여과 요소의 상기 제1 면의 영역이 압력 하에 액체에 노출되고, 상기 액체 투과성 여과 요소에 걸친 압력은 0 초과 ~ 5.9 kPa 이하 이며,
· 제2 위치에서는, 상기 영역이 압력 하에 액체에 노출되지 않거나 상기 액체 투과성 여과 요소가 상기 제1 위치에 있을 때의 압력보다 낮은 압력에서 액체에 노출되고,
상기 액체 투과성 여과 요소(9)와 상기 액체 투과성 여과 요소(9)의 상기 제1 면에 축적된 고형물의 층 사이에 상기 고형물 층이 중력에 의해 상기 액체 투과성 여과 요소(9)로부터 벗겨지도록 하는 유체막(17)을 형성하여 상기 액체 투과성 여과 요소(9)의 상기 제1 면에 축적된 고형물을 제거하고/하거나 제거를 도울 수 있도록 상기 액체 투과성 여과 요소를 통해 적어도 하나의 제트(16)를 상기 액체 투과성 여과 요소의 상기 제2 면에서 상기 액체 투과성 여과 요소의 상기 제1 면으로 향하게 하는 적어도 하나의 노즐(15);을 포함하고,
상기 액체 투과성 여과 요소는 2 내지 40 ㎛ 사이의 기공 크기를 가지며,
상기 장치는 상기 액체 내로 기포(7)를 도입시키는 가스 공급기(들)(6)를 더 포함하는, 여과 장치.In the filtration device,
a liquid-permeable filtering element (9) having a first face (10) and a second face (11);
the liquid permeable filtering element is at least partially immersed in liquid;
The liquid permeable filtering element is arranged to circulate through the liquid
In a first position, an area of the first face of the liquid permeable filtering element is exposed to liquid under pressure, and the pressure across the liquid permeable filtering element is greater than 0 and less than or equal to 5.9 kPa;
in the second position, the area is not exposed to liquid under pressure or is exposed to liquid at a pressure lower than the pressure when the liquid permeable filtering element is in the first position;
A fluid between the liquid permeable filtering element (9) and the layer of solids accumulated on the first surface of the liquid permeable filtering element (9) such that the solids layer is peeled away from the liquid permeable filtering element (9) by gravity. At least one jet 16 is directed through the liquid permeable filtration element to form a membrane 17 to remove and/or assist in the removal of accumulated solids on the first side of the liquid permeable filtration element 9. at least one nozzle (15) directed from the second side of the liquid permeable filtering element to the first side of the liquid permeable filtering element;
the liquid permeable filtering element has a pore size between 2 and 40 μm;
The device further comprises a gas supply(s) (6) introducing air bubbles (7) into the liquid.
상기 액체 투과성 여과 요소(9)는 다양한 기공 크기를 갖는 기공들을 포함하며, 상기 기공들의 크기는 2 내지 40 ㎛인, 여과 장치.According to claim 1,
The filtering device according to claim 1, wherein the liquid permeable filtering element (9) comprises pores having various pore sizes, the size of the pores being 2 to 40 μm.
상기 기공 크기는 15 내지 25 ㎛인, 여과 장치.According to claim 1,
The pore size is 15 to 25 ㎛, the filtration device.
상기 액체 투과성 여과 요소(9)는 메쉬(mesh)를 포함하는, 여과 장치.According to claim 1,
wherein the liquid permeable filtering element (9) comprises a mesh.
상기 제2 위치에서는 상기 영역이 상기 액체 보다 위에 있도록 구성되는, 여과 장치.According to claim 1,
wherein in the second position the region is configured to be above the liquid.
액체(2)를 작동을 위한 수위(L)까지 담을 수 있는 컨테이너(5)를 더 포함하는, 여과 장치.According to claim 1,
The filtration device further comprises a container (5) capable of holding the liquid (2) up to the water level (L) for operation.
상기 액체는 폐수인, 여과 장치.According to claim 1,
wherein the liquid is wastewater.
상기 액체 투과성 여과 요소는 적어도 부분적으로 액체에 침지되며, 상기 액체 투과성 여과 요소는 상기 액체를 통해 순환하도록 배치되고,
상기 방법은
상기 액체를 통해 상기 액체 투과성 여과 요소를 순환시키는 단계를 포함하며, 상기 단계에 의해:
· 제1 위치에서는, 상기 액체 투과성 여과 요소의 상기 제1 면의 영역이 압력 하에 액체에 노출되고, 상기 액체 투과성 여과 요소에 걸친 압력은 0 초과 ~ 5.9 kPa 이하 이며,
· 제2 위치에서는, 상기 영역이 압력 하에 액체에 노출되지 않거나 상기 액체 투과성 여과 요소가 상기 제1 위치에 있을 때의 압력보다 낮은 압력에서 액체에 노출되고, 상기 액체 투과성 여과 요소를 통해 적어도 하나의 제트를 상기 액체 투과성 여과 요소의 상기 제2 면에서 상기 액체 투과성 여과 요소의 상기 제1 면으로 향하게 함으로써 상기 액체 투과성 여과 요소(9)와 상기 액체 투과성 여과 요소(9)의 상기 제1 면에 축적된 고형물의 층 사이에 상기 고형물 층이 중력에 의해 상기 액체 투과성 여과 요소로(9)부터 벗겨지도록 하는 유체막(17)을 형성하여 상기 액체 투과성 여과 요소(9)의 상기 제1 면에 축적된 고형물이 제거될 수 있고,
상기 액체 투과성 여과 요소는 2 내지 40 ㎛ 사이의 기공 크기를 가지며,
상기 방법은 상기 액체(2) 내로 기포(7)를 도입시키는 단계를 더 포함하는, 방법.A liquid permeable filtering element (9) having a first side (10) and a second side (11) is used to produce a filtered liquid (4) with a total suspended solids of less than 10 mg/L, wherein the total suspended solids ranges from 1 to 10 mg/L. As a method of filtering a liquid of 50 g / L,
the liquid permeable filtering element is at least partially immersed in liquid, the liquid permeable filtering element being arranged to circulate through the liquid;
The above method
circulating the liquid permeable filtering element through the liquid, wherein the step comprises:
In a first position, an area of the first face of the liquid permeable filtering element is exposed to liquid under pressure, and the pressure across the liquid permeable filtering element is greater than 0 and less than or equal to 5.9 kPa;
in the second position, the region is not exposed to liquid under pressure or is exposed to liquid at a pressure lower than the pressure when the liquid permeable filtering element is in the first position, and the liquid permeable filtering element passes through the at least one It accumulates on the liquid permeable filtering element (9) and the first face of the liquid permeable filtering element (9) by directing a jet from the second face of the liquid permeable filtering element to the first face of the liquid permeable filtering element. A fluid film (17) is formed between the layers of solids accumulated on the first side of the liquid permeable filtering element (9) to allow the layer of solids to be peeled away from the liquid permeable filtering element (9) by gravity. solids can be removed;
the liquid permeable filtering element has a pore size between 2 and 40 μm;
The method further comprises introducing an air bubble (7) into the liquid (2).
투과 플럭스가 200 내지 5000 L/(m2h) 사이가 되도록 상기 액체 투과성 여과 요소를 순환시키고,
축적된 고형물의 층 두께가 0 내지 6cm 사이가 되도록 제거하는 단계를 포함하는, 방법.According to claim 8,
circulating the liquid permeable filter element so that the permeation flux is between 200 and 5000 L/(m 2 h);
and removing the layer of accumulated solids to a thickness between 0 and 6 cm.
상기 기공 크기는 15 내지 25 ㎛인, 방법.According to claim 8,
Wherein the pore size is 15 to 25 μm.
상기 액체 투과성 여과 요소는 0.25 내지 30 m/min의 속도로 상기 액체를 통해 순환하는, 방법.According to claim 8,
wherein the liquid permeable filtering element circulates through the liquid at a rate of 0.25 to 30 m/min.
상기 액체 투과성 여과 요소(9)의 50 내지 70%는 상기 액체(2)에 침지되는, 방법.According to claim 8,
50 to 70% of the liquid permeable filtering element (9) is immersed in the liquid (2).
상기 축적된 고형물은 주기적으로 제거되는, 방법.According to claim 8,
wherein the accumulated solids are periodically removed.
상기 액체 투과성 여과 요소(9)에 걸친 상기 압력을 제어하기 위해 상기 액체 투과성 여과 요소(9)에 걸친 상기 액체(2)와 상기 여과된 액체(4)의 높이 차이를 야기하는 단계를 포함하는, 방법.According to claim 8,
causing a height difference between the liquid (2) and the filtered liquid (4) across the liquid permeable filtration element (9) to control the pressure across the liquid permeable filtration element (9). method.
상기 제2 위치에서 상기 영역은 상기 액체(2) 보다 위에 있는, 방법.
According to claim 8,
wherein in the second position the region is above the liquid (2).
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